数字图像相关方法中基于熵的散斑子图质量评价研究

在数字图像相关测量计算过程中,直接参与互相关计算的是散斑子图,而散斑子图质量对测量精度具有重要影响。因此,如何有效评价散斑子图质量是数字图像相关方法研究的热点问题。将信息论中用于衡量信息量的“熵”概念引入散斑子图评价,提出以图像熵为评价参数的散斑子图质量评价方法。为验证该评价参数的有效性,对采用不同方法采集的3幅不同类型散斑图进行位移测量实验。实验结果表明:位移测量精度与散斑子图熵有紧密的关系,散斑子图熵越大,位移测量精度越高。实验结果验证了图像熵可有效用于散斑子图的质量评价。     

基于Hermite插值的数字图像相关亚像素位移求解算法

在数字图像相关方法中,传统Newton-Raphson算法（简称N-R算法）通常采用三次样条插值算法获得散斑图亚像素位置的灰度值。而在插值算法中,Hermite插值算法具有更加良好的光滑程度。因此,为了提高传统N-R算法的计算精度,提出一种基于Hermite插值的亚像素位移求解算法。该算法应用Hermite插值函数构建散斑图亚像素位置灰度值,并应用Barron算子计算像素点的一阶灰度梯度;之后应用牛顿迭代算法进行亚像素位移求解。应用真实散斑图的数值变形实验对算法的有效性与计算精度进行了验证。实验结果表明：提出的算法有效提高了传统N-R算法的计算精度且计算稳定性较好。     

云纹有限元法数值模拟技术探讨

本文探讨了将云纹法和有限元法相结合进行塑性变形模拟的方法。把云纹实验得到的位移值作为初值进行有限元计算，用实测载荷反复校验、修正，直至求出整个变形过程的全解。编制了云纹有限元计算程序，并用此对镦粗过程进行了分析。计算结果与实验对比表明，该法具有较高的计算精度，起到了减少云纹实验求解塑性变形全过程的作用，是一种有效的手段，值得更深入研究。     

基于BP神经网络的数字图像相关非迭代灰度梯度算法

为了提高非迭代灰度梯度算法的亚像素位移求解精度与效率,提出一种基于神经网络的非迭代灰度梯度改进算法。该算法应用BP神经网络直接建立变形前后散斑图子图像的灰度及灰度梯度与亚像素位移之间的非线性映射关系,无需对相关系数进行最小二乘优化求解。应用模拟散斑图像对算法的亚像素位移求解精度与效率进行了验证。结果表明,作者提出的算法的计算精度与效率较传统的非迭代灰度梯度算法均有提高。最后进行了真实的刚体平移实验,其结果进一步证明了作者提出的算法的有效性。     

数字散斑特性对三维重建精度的影响分析

针对数字散斑图像的特性对三维重建精度造成影响的问题,对数字散斑图像的特性以及斑点分布方式进行分析,模拟了三种不同的散斑图像,通过理论分析与实验研究获得了辅助效果较好的数字散斑图像.为了对散斑的特性进行研究,首先介绍了双目三维视觉的基本原理、数字散斑的模拟方法以及数字散斑相关方法;然后,分析了随机灰度、二值全局和二值局部...     

基于数字散斑相关法的管材胀形轮廓方程的构建

在液压胀形中,为了解决管材流动应力关系构建中胀形参数求解难的现状,实现变形参数的在线、全场、非接触测量,提出了基于数字散斑相关法获取管材胀形参数方法。首先,描述了数字散斑相关法的基本原理及应用。然后,利用三维数字散斑动态应变测量分析系统和自行开发的管材自然胀形装置,分别对304不锈钢和H62黄铜管材进行了多组内压力的液压自然胀形试验,并在线获取了管材在各组内压下的变形参数,该系统变形测量精度为0.001 mm。最后,通过点云生成、三维重构、母线提取,获得各组内压力下的管材胀形轮廓方程。将所得结果与测量求解法结果的比较,相对误差均在10%之内,表明这两种求解方法具有较好的一致性,能满足管材胀形参数求解的要求。     

基于数字散斑相关法的蜂窝板拉伸力学性能测试

作为金属热防护系统的重要组成部分,金属蜂窝夹芯板的性能和结构可靠性关系到使用寿命。本研究采用数字散斑相关技术和时间序列散斑检测技术,对蜂窝夹芯板共面拉伸性能进行试验研究,测得共面拉伸弹性模量,与利用等刚度法计算得到的蜂窝夹芯板的等效弹性模量进行对比,结果吻合较好,验证了数字散斑相关技术的有效性和实用性。     

板料变形三维数字散斑应变测量分析系统研究

针对板料变形中应变检测的常规方法和传统方法存在的不足,通过数字散斑相关方法、计算机双目视觉理论和材料力学理论分析了试件表面变形前后的散斑图像,来动态跟踪试件表面上几何点的运动并得到三维位移场,在此基础上计算得到试件的三维应变场.基于此原理开发了XJTUDIC三维数字散斑动态应变测量分析系统.应用带孔铝质制件进行了单向拉伸实验.测量结果表明,该系统能较好的反映板料变形过程中的三维应变状态,较好的测量试件表面的三维轮廓,直观再现工件表面的变形场、应变场和成形极限图(FLD),对于需要测量的关键点可以实现重点跟踪,动态测量出该点在任意时刻任意位移的应变.该系统可以应用到不同的力学测量现场.     

焊接理论 一般问题

一种基于数学形态学的焊缝图像处理方法，铝合金搅拌摩擦焊三维模拟流场水平流动状况分析，不锈钢点焊电流信号的倒频谱分析，GTAW熔池形状数值模拟精度的改进，焊接视觉图像质心算法及其特性，基于Solid Works的焊接特征建模系统，焊接动态位移场的激光电子散斑法测量。[编者按]     

应用修正的功的互等法求解大挠度矩形薄板弯曲问题

应用矩形薄板修正的功的互等法,推导了大挠度弯曲矩形薄板的广义位移解。根据广义位移解,研究了一边固定三边简支固定大挠度矩形薄板在均布荷载作用下的挠曲面问题,根据所得出的公式以及矩形薄板的参数,计算出实际的数值结果,并与ANSYS有限元模拟结果分析比较,证明了应用修正的功的互等法求解大挠度矩形薄板弯曲变形问题的可行性和所得挠曲面方程的正确性。该方法可以表示出任意位移边界条件的横向弯曲矩形板在各种横向荷载作用下的中平面弯曲公式,应用边界条件求解该挠曲面公式的未知数,则平板的弯曲问题即可求解。此方法简单实用,精度较高,可应用于工程实际。     

柔性机械臂关节刚度的一种间接测量方法

给出一种分析柔性机械臂关节刚度的间接测量方法。该方法在机械臂末端执行件上的不同位置加载,测量载荷与载荷方向上的位移数据,然后使用有限元方法计算不含关节时结构对应点的载荷、位移关系,从测量结果中排除不含关节时的位移。利用这些仅包含关节信息的载荷和位移数据通过求解一个线性方程组,可以得到各个关节的刚度数据。最后通过一个实际的例子,说明了该方法的有效性。     

辊缝变化模型在面内弯曲精确成形中的应用

锥辊连续局部不均匀加载面内弯曲是通过对板带施加连续局部不均匀加载实现板带面内弯曲的一种锥辊轧制成形技术。由于成形中锥辊发生的弹性挠动，环形件的成形精度降低。调整初始参数可以有效补偿锥辊的弹性挠动，实现精确成形。而初始参数的调整需要确定锥辊弹性挠动引起的辊缝变化量与初始参数的关系。鲜飞军口’在求解建立的辊缝变化模型时忽略了轧制力随辊缝变化参数的变化关系，导致参数预报误差较大。通过计算迭代求解了轧制力，修正了文献[8]建立的辊缝变化模型，验证了模型的可靠性，同时将模型应用于面内弯曲成形的精确控制。采用两种初始参数调整方法检验了参数的控制精度，结果表明，两种精确控制方法是可行的。     

Compensation of Thermo-elastic Machine Tool Deformation Based on Control internal Data

The thermo-elastic behaviour of machine tool structures leads to unwanted displacements at the tool centre point (TCP) and has a significant influence on the machining accuracy. In the past, therefore, numerous direct and indirect compensation methods were developed to reduce and/or compensate the thermo-elastic displacements. The paper describes a new indirect compensation approach which allows the abandonment of all additional sensors with the exception of one environmental temperature sensor. As input control internal data of the feed drives and the main spindle are used exclusively. The rotational speed and motor current values - the latter correlate to the drive torque - represent the thermal load parameters of the machine. A combination of first and second order time delay elements describes the displacement behaviour of the machine resulting from these load parameters. The parameters of the time delay elements are determined by a systematic calibration procedure. The resulting displacements are calculated online and superposed as offset-values for the correction of the respective axis positions. Practical experiments show that with this elementary method a reduction of the thermo-elastic displacements of more than 80 % of the initial value is possible.     

液压轴向柱塞泵空载排量的测定方法研究

采用具有A级测试精度的液压泵综合性能试验台,按液压轴向柱塞泵的型式试验要求,分别测试在不同进出口压差、转速下泵的出口流量。基于测试数据,分别采用零压力截取法、一步TOET法和两步TOET法计算泵的空载排量,并进行对比分析。结果表明：采用零压力截取法计算得到的泵的空载排量受转速的影响较大,特别是在低速测试工况下,与泵的公称排量存在较大差异;而采用TOET法计算得到泵的空载排量更接近其公称排量。超过被测泵额定压力或额定转速下测得的数据可能会导致较大的数据偏差。     

A new finite element method for binder wrap calculations

In forming a large automobile sheet metal part in a draw die, a blank is first clamped by curved binders to form a binder wrap. This paper presents a numerical method to calculate the binder wrap. Theanalysis domain, aliaspseudo blank, is the portion of the blank which goes into the die cavity. Since its boundary is not known in advance, an iteration method is used to calculate the pseudo blank and binder wrap simultaneously. Given a pseudo blank, each iteration cycle consists of two steps: calculation of the binder wrap from the pseudo blank subjected to boundary displacements, and correction of the pseudo blank. Two examples are presented. The calculated results for both examples closely match the measured data. In the first example, correct results were obtained in the initial calculation showing the correctness of the initial selection of the pseudo blank. For the second example, convergent results were obtained in one iteration.     

Al-Cu-Mg合金相图的计算

应用Levenberg-Marquardt(LM)算法进行了Al-Cu-Mg三元合金相图的计算.计算所得的三元Al-Cu-Mg合金相图与实验相图吻合很好,而且其对初始值的选取不敏感.     

Finite-element analysis on thermomechanical behavior of a marine propeller casting in the sand-casting process

Thermal deformation of a large marine propeller casting during solidification and cooling was analyzed by a coupled thermomechanical finite-element analysis (FEA). The calculated displacements on the blade in the z-direction were compared with the measured values that confirmed the effectiveness of FEA for the prediction of thermal deformation. The effect of the shake-out time and method on the deformation of the propeller casting was also investigated. The longer the shake-out time, the smaller the deformation. For controlling the deformation of the propeller casting, the sequential shake-out was a more efficient method than the simultaneous shake-out.     

并联机构杆长初始值的确定

为了解决并联机构装配完成之后的杆长初始值（回原点后的杆长）不再是设计值的问题,本文提出利用PMAC内置的位置触发锁存功能来确定杆长的初始值。避免了传统的并联机构运动学标定中通过位置正解和循环迭代求解杆长结构参数而产生的一系列问题,求解过程比较简单,同时可避免精确测量动平台的位姿。     

半固态固相体积分数的拟合公式

提出了先用抛物线拟合合金液相线和固相线、再用杠杆定律求合金半固态固相体积分数公式的新方法.用新方法求得的Mg-Pb合金半固态固相体积分数公式不仅计算精度高,如Mg-40%Pb合金半固态固相体积分数公式的计算值与测量值的最大绝对误差仅为0.022,而且,因为半固态固相体积分数公式中包含温度和合金元素含量两个自变量,所以扩大了半固态固相体积分数公式的应用范围.