基于径向基函数的局部边界积分方程方法

将基于径向基函数构造的具有插值特性的逼近函数应用于弹性力学问题的局部边界积分方程,推导出相应离散方程的计算公式,建立基于径向基函数的局部边界积分方程方法。与原有的局部边界积分方程方法相比,该方法不需要虚拟节点变量,而是采用节点变量的真实解作为基本未知量,是局部边界积分方程无网格法的直接解法。由于形函数及其导数的构造相对简单,并且满足Delta函数性质,故该方法具有计算量小、精度高,可以像有限元法一样直接施加边界条件等优点。算例证明了该方法的有效性。     

金属塑性成形过程的无网格LRPIM方法分析

结合微可压缩刚塑性材料的流动法则,利用局部加权残量法推导金属塑性成形过程的离散系统方程。采用径向基函数耦合多项式基函数构造无网格点插值法的形函数,用三次样条函数作为权函数。建立基于无网格局部径向基点插值法(local radial points interpolation method,LRPIM)的二维金属塑性成形离散控制方程,给出关键算法。径向基函数具有δ函数性质,因此可以很方便地施加本质边界条件。所有数值积分都在规则形状的局部域及其边界上进行,不需要积分背景网格,是一种真正的无网格法。对典型塑性成形过程进行LRPIM方法分析,并将数值结果与刚塑性有限元法计算结果和实验数据进行比较,结果吻合良好,表明所提方法的可行性和有效性。     

含非均匀体力机械结构弹性力学问题的双互易边界元法

为了避免计算弹性问题边界元积分方程中域内体力项积分,采用了双重互易法将边界积分方程中含体力项积分的部分转化成边界积分.通过径向基函数插值方法来近似表达边界积分,然后由已知的边界条件及方程特解求出方程组的域内位移量.通过编写弹性问题的边界元程序,将计算结果与解析解对比验证方法的有效性,研究表明双互易边界元法求解弹性问题具...     

基于径向基函数网络的图像三维恢复技术在雕刻加工中的应用

基于图像的三维恢复技术的目的是采用单幅图像中物体表面的明暗变化来恢复其表面各点的相对高度,从而对三维物体进行曲面恢复。提出了一种基于径向基函数网络模型进行图像三维恢复的新方法,建立了径向基函数的网络模型,并构造出一个曲面公式, 其中输出对两个输入变量的偏导数满足反射函数方程,反射函数方程中的灰度值已知,利用反射函数与灰度值之间的误差作为约束条件调节网络权因子、径向基函数中心和宽度,使得构造的曲面中每一点都满足反射函数方程,从而拟合整个曲面。该方法无需光滑约束和积分约束条件,求出的解是一个连续解。通过不同方法对合成图像圆球和花瓶的实验表明,该算法恢复的曲面的高度点最大误差精度提高1倍到4倍,平均误差精度提高5倍到20倍,恢复的曲面具有良好的连续性和光滑性,它不仅可以恢复图像中各网络点的高度,而且可自动内插网络点之间任意点,适合于任意反射模型图像的曲面反求,恢复出的曲面便于进行后置处理生成刀具路径,并进行雕刻加工。     

二维声学数值计算的径向插值有限元法

针对声学有限元分析中四节点等参单元计算精度低,对网格质量敏感的问题,将无网格径向插值技术引入到标准有限元中,构造径向插值形函数,推导径向插值有限元法(Radial interpolation finite element method,RIFEM)的二维声学数值计算公式。二维声学RIFEM采用标准有限元法形函数构造系统离散方程的声学刚度矩阵和边界积分矢量,保证了声压梯度和边界条件在区域边界的积分精度;采用径向插值形函数构造系统离散方程的质量矩阵,提高了声压数值近似函数的插值精度。对管道二维声腔模型和某轿车二维声腔模型的数值分析结果表明,与标准有限元法和SFEM相比,RIFEM的计算精度更高,对波数、单元尺寸和网格扭曲程度的灵敏度更低。因此RIFEM可以很好地应用于二维声学数值分析,具有广阔的工程应用前景。     

基于AR模型和径向基神经网络的滚动轴承故障诊断

径向基函数(RBF)神经网络是一种三层前馈型非线性神经网络，它具有较强的函数逼近能力和分类能力。根据径向基函数神经网络的优点，在对滚动轴承正常和故障振动信号特征分析的基础上，提出了采用时间序列方法对其建立AR模型，利用AR模型特征参数建立径向基函数神经网络，并用该网络对滚动轴承的故障信号进行了诊断。理论和试验证明了该方法的有效性，且具有较高的诊断精度。     

径向基函数网络在虚拟加工对象重构中的应用

针对虚拟制造中无加工对象数据的加工过程仿真,提出适用于离散无规则边界测量数据的径向基函数网络方法,以重构加工对象曲面,阐述了径向基函数网络曲面重构的基本理论,分析了径向基函数网络宽度参数的确定方法;给出了径向基函数网络曲面重构函数的具体实现过程,计算了重构的误差.以实例验证了该方法的可行性,并与传统曲面拟合方法相比较,得出该方法的重构精度高,改进了传统曲面拟合在处理非均匀截面数据点时曲面形状的失真和运算的不稳定现象,从而显示了径向基函数网络重构曲面的优越性.     

基于局部径向基函数插值算法研究

随着计算机技术的发展,曲面曲线造型技术在汽车、飞机、轮船等领域得到了广泛的应用。基于径向基函数的插值方法因其具有的优势而越来越受到关注。文中从研究径向基函数的特性入手,提出了局部径向基函数插值方法。该方法能快速高效的处理大量数据,而且精度高,为进一步做曲面拟合重构建立基础。     

基于径向基函数神经网络拟合水泵特性曲线

通过试验方法绘制出水泵的特性曲线是判断水泵是否满足设计要求的基础.特性曲线拟合的精度决定判断的准确性.人工神经网络具有较强的非线性处理能力和逼近能力.在分析水泵性能试验及其特性曲线和阐明径向基函数神经网络的方法理论及其特性的基础上,建立了径向基函数神经网络拟合水泵特性曲线的模型并加以应用.结果表明:效果显著,具有工程应用价值.     

基于无网格法径向滑动轴承的承载能力分析

采用了无网格法来求解滑径向动轴承的无量纲油膜压力分布。此无网格法是基于径向基函数插值的配点法。在构造径向基插值时添入了线性多项式,避免了奇异性和提高了精度。将此方法计算出的结果和经典结果进行了比较,验证了此方法的可行性。并对某一给定参数的滑动轴承的油膜压力和承载能力进行了计算。     

基于神经网络的测量模型的建立及检验

针对间接测量数学模型难于建立的问题,提出了基于径向基函数神经网络的非参数测量模型的建立方法.利用对训练样本的聚类结果来确定基函数的中心,使得神经网络在较少的训练样本条件下仍可获得较高的建模精度.应用实例验证了本方法的有效性.     

基于RBF网络的电力市场清算电价预测

采用RBF网络模型对电力市场中的清算电价进行预测，聚类算法采用改进的模糊C均值聚类，减小了野值对输出结果的影响，隐层的输出采用聚类结果的隶属度函数，省掉了对径向基函数宽度的计算。通过美国加州电力市场公布的历史数据对该模型进行验证，结果表明该模型应用于电价预测具有较高的预测精度，并且具有训练速度快、不存在局部极小和过拟合等优点。     

基于径向基函数和自适应单元分解的大规模散乱点云快速重构

径向基函数用于散乱数据的插值和拟合具有精确和稳定的优点,但是它不适合大规模点集的曲面重构。把径向基函数和单元分解原理综合起来,提出一种大规模散乱点云的隐式曲面快速重构算法。把整体定义域自适应细分成一系列稍微重叠的子域,基于径向基函数在各子域上计算局部表面,最后采用单元分解函数对局部表面进行加权混合得到全局的重构表面。方法适于处理数量较大和分布密度变化较大的点云数据重构。     

基于面形斜率的光学自由曲面表征

对光学自由曲面设计的关键问题——光学自由曲面的表征模型进行了研究。在传统高斯径向基模型的基础上,通过改善基函数的分布特性以及基于面形斜率调整基函数的形状因子,建立了基于面形斜率的高斯径向基表征模型。利用建立的模型、传统径向基模型和Zernike多项式模型拟合了不同类型的自由曲面,并进行了分析比较。结果证实了文中提出的模型较传统径向基模型的面形拟合精度提高了1~2个数量级,具有较强的面形表征能力。应用该模型进行了离轴三反系统的设计,结果显示设计的三反系统的全视场平均调制传递函数(MTF)达到80%以上。与传统面形表征模型相比,该模型的应用提高了系统的像差平衡能力,改善了系统的成像质量。综合分析表明,该模型适用于表征具有显著非对称性的、面形矢高带有显著局域性变化的自由曲面,有望应用于具有大离轴量和大视场的光学系统设计中。     

滚珠丝杠副轴向静刚度的分析

较高的滚珠丝杠副轴向静刚度是保证滚珠丝杠副很好的定位精度和速度适应能力的关键。考虑螺母承载区域径向变形对螺母组件轴向静刚度的影响,在模型简化的基础上分析推导了螺母组件轴向静刚度的简化计算公式。通过实例,将考虑径向变形影响的计算结果与传统滚珠丝杠副简化计算结果及实验测试结果作对比,证明不考虑螺母承载区域径向变形对螺母组件轴向静刚度影响的滚珠丝杠副轴向静刚度计算是不全面的。研究结果为滚珠丝杠副的准确分析和优化设计打好了基础。     

轴对称拉深成形凸缘变形区应力的解析求解

在一定的假设条件下,对轴对称拉深成形凸缘变形区的应力进行解析分析,得到以积分形式表示的应力表达式.进行恰当的变量代换后,根据积分函数符合线性变化的规律,分别利用积分中值定理和泰勒级数展开公式,简化得到径向应力的解析表达式.根据简化公式可直接计算得到任一变形瞬间凸缘变形区的应力分布,以及不同变形瞬间的凹模入口处的径向应力.采用两种简化方法计算与以积分计算得到的结果非常接近,给出的算例表明,在拉深过程中,凹模入口处的径向应力最大相对误差小于0.6％,最大应力相对误差小于0.15％.以圆筒形件的拉深成形为例,在考虑板坯在凸缘区和凹模圆角区的摩擦、及板坯在凹模圆角区的弯曲等条件下,采用简化解析公式,计算极限拉深系数,计算结果与试验值吻合较好.     

基于桶式原理的电机电磁-热耦合数据映射算法研究

针对电机电磁-热耦合计算问题,对耦合计算中的不同物理场载荷数据传递问题进行了研究。通过设计验证函数算例验证了径向基函数插值算法的传递精度,指出了原有算法由于涉及大规模矩阵求逆,而无法应用于耦合场计算;在径向基函数插值算法的基础上,提出了一种基于桶式原理的异构网格数据映射算法,利用分桶操作避免了大规模矩阵的求逆操作,将原有单一大规模矩阵求逆等效为若干小规模矩阵的求逆,实现了电机电磁-热耦合计算中损耗与温度在二维电磁场与三维温度场之间的相互传递;并以定子铁芯模型为算例,通过对比同构网格计算结果验证了本文所提算法的准确性。研究结果表明:该算法数据传递精度较高,能够满足电机耦合场计算需求。     

EMP径向滑动轴承三维热弹流有限元分析与研究

ＥＭＰ径向滑动轴承的热弹变形对轴承的润滑性能影响较大。当采用Ｗｉｎｋｌｅｒ假设将其简化为梁来计算时与实际结果相比误差较大。为此采用了一种轴承热弹流有限元分析的计算模型,按照三维有限元的方法对其进行了全面的热弹变形分析,同时结合广义雷诺方程、能量方程等进行耦合计算和分析。计算表明：三维有限元方法同Ｗｉｎｋｌｅｒ假设相比,更能反映油膜和轴瓦的温度分布,有助于揭示轴承的润滑特性。     

精密挤压球面成形回弹现象的分析与研究

采用三坐标测量和数值拟合相结合的方法来研究精密挤压成形回弹问题,具有较高的新颖性。先通过拟合出球面成形回弹变形方程进行球面积分来计算回弹抱合力,为设计旋转脱模提供重要依据,以解决由于回弹而造成顶出脱模变形问题。回弹变形直接影响成形件的尺寸精度,因此整形阶段的回弹变形分析有着重要的意义,回弹变形被用来调整模芯球面直径公差,校正模芯,从而保证球面最终成形精度符合图样要求,指导实际生产发挥重要作用。     

环形金属橡胶的径向压缩性能及力学模型分析

采用试验的方法分析了密度、金属丝直径、螺旋卷直径及温度对环形金属橡胶径向刚度的影响,以悬臂曲梁为基本单元,分析了金属橡胶的受力变形情况,结合温度对金属丝弹性模量及接触曲梁的影响,建立了包含主要制备参数及温度影响的金属橡胶径向力学模型。同时,依据试验结果,对力学模型的参数进行拟合求解,确定了模型的具体表达式。通过将模型计算结果与试验结果对比后发现,力学模型有较高的精度,可以比较全面地反映环形金属橡胶的径向刚度特性,为金属橡胶的实际应用提供了理论参考。