摘要：目的:实现西红柿形状的三维可视化模拟。方法:推导了一个新的西红柿形状方程,该形状方程以半径为函数,包含尺寸参数和形状描述系数。通过测量西红柿的尺寸参数计算几何模型的形状描述系数(a、b、c 1、c 2),建立西红柿的三维几何模型,并建立其与西红柿质量和高度的关联。此外通过质量和表面积的实测值与预测值比较来验证该模型的拟合程度。结果:根据尺寸参数和形状描述系数建立的西红柿三维几何模型可以精确直观地描述西红柿的茎端局部缩进特征,计算获得形状描述系数a、b、c 1、c 2的范围分别为21.78~28.58,30.50~34.54,0.19~0.53,0.04~0.31 mm,提高了模型的适用性。研究发现系数a和b与西红柿的高度和质量之间具有较高的线性相关性(R 2>0.85),表明该方程可以用少量的参数迅速描述出西红柿的重要形状特征;质量和表面积的实测值与模型预测值之间的相对百分误差(E RPE)为5.46%和10.24%,R 2为0.85和0.81,表明所建立的模型可准确量化西红柿的质量和表面积等几何属性。结论:提出的西红柿三维几何建模方法能够直观、迅速且精确地表征西红柿的几何形状,适用性强,在西红柿相关的计算机辅助设计和仿真中具有良好的应用潜力。

摘要：多自由度机器人在高端制造、空间遥操作和智能自主系统等领域具有极其重要的作用,其运动学与空间位姿研究可用于运动控制、轨迹规划和工作空间分析等。该文设计并实现一种五自由度机器人运动控制与空间位姿仿真系统,建立该机器人的结构模型,并提出正向运动学和逆向速度运动学解法;通过对多电机驱动单元的集成开发,实现X、Y和Z轴向及两个转向控制;选取一个马鞍面定义为该机器人空间观测作业任务,同步执行五自由度运动控制和空间位姿仿真的协同分析。测试结果表明,目标位姿与仿真位姿具有一致性,验证所提出运动学模型与解法的有效性。研究结果可用于评估多自由度机器人的可达工作空间,为其结构设计与控制优化提供理论和方法支撑。

摘要：为考察预制柱-叠合梁装配整体式框架节点的抗火性能,利用ABAQUS建立节点的有限元模型,采用简化弹簧模型对套筒灌浆连接件进行了模拟,模型得到了抗火试验结果的验证。利用上述模型,分析了梁荷载比、柱荷载比、梁柱线刚度比、轴向约束刚度比的影响。研究表明:梁荷载比、柱荷载比和轴向约束刚度比对节点的抗火性能有较大影响;随着荷载比的增大,节点的耐火极限呈下降趋势;轴向约束刚度比减少了柱端位移,对节点抗火性能存在有利影响;接近耐火极限时,节点转角增长明显加快,并在较短时间内失去了承载能力,破坏具有一定的突然性。

摘要：为了研究离心泵吸水室内置隔板对低比速离心泵内部非定常特性的影响。采用数值模拟与试验研究相结合的方法,基于标准k-ε湍流模型和滑移网格模型,分别对吸水室有无内置隔板的低比转速离心泵进行三维全流场非定常数值计算,得到了不同工况下低比转速离心泵的外特性,并对叶轮径向力和轴向力的瞬态特性以及蜗壳流道内不同位置的压力脉动特性进行了分析。结果表明,采用吸水室内置隔板对外特性的影响不显著;无论吸水室有无内置隔板,低比转速离心泵蜗壳各断面压力和叶轮径向力均呈周期性波动,脉动频率为叶频。此外,径向力大小和方向时刻都在变化,且整体变化趋势基本呈六角星形分布;与无内置隔板相比,吸水室有内置隔板时蜗壳各断面压力脉动幅值均有所减弱,作用在叶轮上的径向力幅值减小,轴向力明显减小。研究结果可为低比转速离心泵的优化设计和稳定运行提供依据。

摘要：为了研究FRP筋与普通钢筋(HRB筋)混合配筋混凝土梁变形及延性性能,选用GFRP和BFRP筋材,设计制作了8根混合配筋混凝土梁和1根普通钢筋混凝土梁,分析了试验梁裂缝以及挠度的变化情况,探讨了混合配筋混凝土梁截面延性系数的计算方法。结果表明:混合配筋混凝土梁裂缝开展机理与钢筋混凝土梁基本相同,相同荷载水平作用下挠度比钢筋混凝土梁增大约20%~90%;延性系数随着配筋率的增大和FRP筋与钢筋面积比的增大而减小,建议混合配筋混凝土梁满足延性要求时配筋率为0.8%~1.26%,FRP筋与钢筋面积比小于1.28。

摘要：文中提出一种镀银介质纳米圆柱光栅并分析其近场和远场特性。利用有限元方法研究镀银介质纳米圆柱光栅的表面等离子激元特性及反射谱、透射谱与吸收谱之间的关系。研究发现,吸收峰位置及对应吸收值随着结构参数的改变而发生变化。当镀银层外半径d_1=230 nm,内半径d_2=226 nm,周期d=500 nm时,取得吸收谱最大值59.5%。在同一结构参数下,吸收峰位置也会随着外部介质折射率的改变而变化。研究结果可以设计一种新型介质折射率检测器,这为亚波长光栅器件研究的实用化提供了参考。

摘要：为研究PEC柱在弱轴布置条件下与钢梁部分自复位摩擦耗能型连接组合框架的抗震性能,同时考察参数:摩擦耗能T形件腹板长圆孔尺寸、T形件翼缘对穿螺栓的布排方式、柱底连接方式的影响,按1∶2的尺缩比设计了4个1榀两层的框架结构试件模型,并利用有限元软件ABAQUS进行建模,基于经试验验证的有限元模型进行了低周往复水平加载的有限元参数分析,基于模拟数据,分析各试件模型在加载过程中的自复位效果、耗能能力、承载能力以及节点区传力机理。结果表明:所有试件在加载至相对侧移角0.035 rad时,其卸载后的残余转角仍小于0.005 rad,该框架结构具有优良的自复位效果;在结构进入设计预定的承压型受力模式前,结构的耗能由连接处摩擦耗能提供,转化为承压型受力模式后,结构主体构件进一步发挥作用并开始发挥材料耗能,较好实现了结构设计性态目标;柱脚固接试件具有更高的承载力与抗侧刚度,其受力发展进程更快;采用在T形件翼缘内外侧布置螺栓的实际工程做法可缓解T形件翼缘的翘曲变形,从而更有利于自复位连接受力进程的发挥;对于不同建筑功能的建筑,其要求的性态设计目标可通过T形件上长圆孔的尺寸来实现;采用摩擦T形件部分自复位连接的组合框架试件均有效实现了自复位效果、耗能能力和结构安全冗余度的有机统一。

摘要：以曲轴磨削砂轮架为研究对象,提出了一种平移-扭转集中参数模型作为基本分析模型。首先基于拉格朗日能量法推导出集中参数模型的控制方程,计算并分析机构的固有频率和模态振型;然后通过直接微分法计算固有频率对设计参数(包括支撑刚度、部件质量和惯性矩)的灵敏度系数;最后在灵敏度分析的基础上,得到了一种优化的参数修正方案。该模型清晰展现了系统的固有特性,优化后砂轮架系统固有频率比优化前平均提高了8%。

摘要：由于腹部图像中肝脏区域的复杂性和传统分割方法特征提取上的局限性等原因,肝脏分割领域仍存在着很多挑战。针对现有分割网络在肝脏区域的全局信息和局部信息处理上存在的不足,设计了一种融合更多局部特征的循环密集连接网络的分割方法。该方法将循环密集连接模块和局部特征补充模块整合为编码过程的学习单元,使编码单元融合深层次全局信息和更多尺度的局部特征信息。最后,在解码过程后,利用softmax函数输出分割结果。在LiTS数据集上该方法在多个评价指标中表现优异,精确度达到了95.1%。此外,在Data_67数据集上的相关实验也证明了该方法具有很好的泛化性能。实验表明,密集连接融合更多的局部信息,能够使肝脏分割模型的性能更加优异。

摘要：针对收卷金属线材的工字轮在搬运上人工成本高、生产效率低等问题,设计了一种基于机器视觉的工字轮搬运机器人控制系统。通过对相机成像模型的分析,进行了相机标定,同时结合手眼关系得到机械手在抓取目标工字轮过程中所涉及的坐标转换关系,经由形态学后处理获得较为理想的工字轮轮廓图像。研究了一种基于直线特征点提取并进行最优直线拟合的算法来实现对工字轮图像实际轮廓中心点的定位。实验结果表明,该系统实现了工字轮在货箱中的定位抓取与放置,提高了生产效率。