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创新设计基础科学问题研究及其在数控机床中的应用 被引量：9
1
作者 谭建荣 张树有 +1 位作者 徐敬华 刘晓健 《机械设计》 CSCD 北大核心 2019年第3期1-7,共7页
创新驱动发展对制造业提出了创新设计的更高要求。首先进行问题驱动的创新设计行业调研,通过国外技术创新驱动发展的启示,提出创新设计十大基础科学问题研究体系,包括创新设计认识论、创新设计方法学、创新设计技术与平台3个维度。以数... 创新驱动发展对制造业提出了创新设计的更高要求。首先进行问题驱动的创新设计行业调研,通过国外技术创新驱动发展的启示,提出创新设计十大基础科学问题研究体系,包括创新设计认识论、创新设计方法学、创新设计技术与平台3个维度。以数控机床为例,提出创新设计的关键技术:整机布局与原理的创新设计,结构模块化与绿色化设计,进给系统、支承件与整机的精度保持设计,整机静动刚度匹配与优化设计,支承部件的构型轻量化设计,可靠性综合设计,机、电、液、控多学科性能建模与仿真分析设计,大数据驱动的性能精确设计,泛在网融合的智能化设计,设计资源库及集成设计。最后对创新设计技术进行总结。 展开更多
关键词 创新设计 基础科学问题 创新平台 高档数控机床 机电系统
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强化老旧水厂常规处理工艺优化提升出水水质 被引量：3
2
作者 邓俊杰 劳志雄 +3 位作者 陈明良 梁晓燕 谭剑荣 邓苑 《中国给水排水》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期85-89,共5页
老旧水厂因场地限制,通过改造现状工艺池组提升水质存在困难。因此,通过强化常规处理工艺,增加应急投加系统,对提高老旧水厂出水水质以及应对突发性污染有重要作用。某水厂采用常规处理工艺,水源水为沧江河支流,原水水质为地表Ⅲ类水标... 老旧水厂因场地限制,通过改造现状工艺池组提升水质存在困难。因此,通过强化常规处理工艺,增加应急投加系统,对提高老旧水厂出水水质以及应对突发性污染有重要作用。某水厂采用常规处理工艺,水源水为沧江河支流,原水水质为地表Ⅲ类水标准,受周边环境的影响以及存在突发性水质污染的情况,短时会达到Ⅴ类水质指标,常规工艺难以处理。通过将虹吸滤池改造成炭砂滤池,并增加粉末活性炭和高锰酸钾应急投加系统来应对微污染及进行应急处理,能有效提高供水安全保障能力。改造后出厂水TOC下降48.28%,耗氧量下降18.49%,三氯乙醛下降81.41%,应急处理NH_(3)-N能力提高56.79%。 展开更多
关键词 老旧水厂 强化常规工艺 虹吸滤池 粉末活性炭 炭砂滤池 高锰酸钾
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基于特征与形貌重构的轴件表面缺陷检测方法 被引量：8
3
作者 冯毅雄 李康杰 +2 位作者 高一聪 郑浩 谭建荣 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期427-434,共8页
针对轴件表面缺陷机器视觉检测方法中的水渍残留误检率高和人工复检效率低问题,提出一种基于特征与形貌重构的轴件表面缺陷检测方法.对轴件工业高速线扫描图像进行预处理,基于改进的阀值迭代算法完成图像分割,通过去除背景、噪点和干扰... 针对轴件表面缺陷机器视觉检测方法中的水渍残留误检率高和人工复检效率低问题,提出一种基于特征与形貌重构的轴件表面缺陷检测方法.对轴件工业高速线扫描图像进行预处理,基于改进的阀值迭代算法完成图像分割,通过去除背景、噪点和干扰提取缺陷图像.建立基于曲线簇包络轮廓的轴件表面缺陷特征模型,结合分割图像各连通域的面积、面积占比、粗短度训练逻辑回归分类器,对凹坑、裂纹和麻点等轴件表面典型缺陷进行识别,并结合图像深度信息进行缺陷形貌重构,消除水渍等伪缺陷,提高轴件表面缺陷检测鲁棒性.实验结果表明,所提出的轴件表面缺陷检测方法有效,具有较高的缺陷识别率和鲁棒性能,平均识别时间为3.69 s,缺陷轴加权识别率为98.86%,可以对3类典型缺陷和水渍进行准确识别. 展开更多
关键词 轴件表面缺陷 缺陷特征提取 形貌重构 缺陷分类
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基于多种群竞争松鼠搜索算法的机械臂时间最优轨迹规划 被引量：6
4
作者 赵业和 刘达新 +1 位作者 刘振宇 谭建荣 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期2321-2329,2402,共10页
针对传统智能优化算法在机械臂关节空间进行时间最优轨迹规划应用中存在的寻优效率低、优化结果全局性和稳定性差的问题,提出新的机械臂时间最优轨迹规划方法.在建立机械臂关节空间内的时间最优轨迹规划模型时考虑位置约束,根据输入的... 针对传统智能优化算法在机械臂关节空间进行时间最优轨迹规划应用中存在的寻优效率低、优化结果全局性和稳定性差的问题,提出新的机械臂时间最优轨迹规划方法.在建立机械臂关节空间内的时间最优轨迹规划模型时考虑位置约束,根据输入的关节点列,使用S形曲线估算时间的取值区间,对生成算法的所有个体进行多种群竞争迭代,得出机械臂关节空间轨迹规划的时间最优解.与不同算法的仿真对比试验结果表明,所提方法较传统的优化算法具有更高的寻优效率和更好的优化全局性;所提方法的稳定性好,其多次优化结果的方差相较单种群算法低3个数量级. 展开更多
关键词 关节空间 轨迹规划 松鼠搜索算法 多项式插值 机械臂
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基于非规则分块压缩的3D打印稀疏矩阵存储与重构方法 被引量：6
5
作者 徐敬华 高铭宇 +2 位作者 苟华伟 张树有 谭建荣 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第11期2203-2215,共13页
现有3D打印(3D Printing,3DP)通常是逐点伺服运动,成形效率低,使得技术正向高效高精度方向发展,例如数字光处理技术、选择性激光熔化、逐面打印等.通常,为了提高打印精度,需对层截面连通域进行更高分辨率栅格化,其后续光学转换等环节也... 现有3D打印(3D Printing,3DP)通常是逐点伺服运动,成形效率低,使得技术正向高效高精度方向发展,例如数字光处理技术、选择性激光熔化、逐面打印等.通常,为了提高打印精度,需对层截面连通域进行更高分辨率栅格化,其后续光学转换等环节也因此生成更多元数据,导致切片非矢量化点阵数据量呈现大规模指数级增加,直接限制了打印件尺寸.为此,本文提出了一种基于非规则分块压缩(Irregular Block Compression,IBC)的3D打印稀疏矩阵存储与重构方法.首先,在初始模型坐标系构建沿坐标轴的3D凸包围盒(Axis-Aligned Bounding Boxes,AABB),得到流形网格模型的层截面多连通域,形成层截面掩模图,按照设定的分辨率生成栅格化点阵并转换成稀疏矩阵.根据稀疏度计算矩形规则块(Regular Block,RB)作为独立事件出现的概率化数学期望.结果表明,层截面矩阵数据的主要部分呈现非规则分块(Irregular Block,IB)特征,因此,压缩方法首要考虑非规则块的分布.进一步地,本文提出了稀疏矩阵非规则分块的概念.针对稀疏矩阵的非规则连通稀疏特征,将相邻行连通的非零块进行组合存储,构建互连通的非规则块,存储非零元素的数值及其有效的位置信息,获得首行索引、首列索引、连续数目及数值集进行无损压缩.按照非规则块进行层截面数据恢复与重构.通过计算相邻两层截面相似度,对3D实体模型进行多层连续面打印.以直列发动机缸体和多亏格回转网环两种不同形态模型为例,与传统的压缩行存储(Compressed Row Storage,CRS)算法和分块压缩行存储(Block Compressed Row Storage,BCRS)算法相比,在存储量改进方面,IBC方法比CRS改进可达80.60%,比BCRS改进可达14.62%,有效降低了算法的时间复杂度;在占用空间方面,IBC方法比BCRS改进可达22.56%,有效降低了算法的空间复杂度.IBC方法特别适合层截面为区块化连通的3D打印稀疏矩阵的� 展开更多
关键词 数字光处理技术 层截面掩模图 稀疏矩阵 概率化数学期望 非规则分块压缩 数据存储与重构
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锻造液压机数字孪生系统设计 被引量：4
6
作者 汤鹏 撒国栋 +1 位作者 刘振宇 谭建荣 《图学学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期609-615,共7页
锻造液压机是实现超大型零件快速锻造的重要装备。为了提升液压机锻造性能与可靠性,围绕数字孪生驱动的锻造液压机工作状态感知与虚实同步开展研究。通过分析锻造液压机工作状态实时感知与锻压风险预警的需求,构建了锻造液压机数字孪生... 锻造液压机是实现超大型零件快速锻造的重要装备。为了提升液压机锻造性能与可靠性,围绕数字孪生驱动的锻造液压机工作状态感知与虚实同步开展研究。通过分析锻造液压机工作状态实时感知与锻压风险预警的需求,构建了锻造液压机数字孪生框架,包含物理硬件层、感知控制层、孪生模型层和可视交互层。通过传感数据和仿真数据联合驱动液压机孪生体在线运行,基于孪生体实时仿真预警锻压风险,实现了锻压机锻造过程的可视化,提高了锻压机工作过程的可靠性,为锻造液压机生产过程数字孪生的实现提供了关键技术支撑。 展开更多
关键词 数字孪生 锻造液压机 状态感知 虚实镜像 三维可视化
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不确定视角下产品结构性能优化设计综述与展望 被引量：3
7
作者 冯毅雄 洪兆溪 +5 位作者 李中凯 胡炳涛 邱皓 张志峰 郑浩 谭建荣 《包装工程》 CAS 北大核心 2021年第24期45-59,共15页
目的复杂产品在工程装备、航空航天等我国优先发展的战略领域中扮演着不可替代的重要角色,在其结构设计过程中普遍存在着各种不确定性,导致产品结构性能很难实现最优,甚至出现重大故障。方法针对复杂产品设计过程中的多粒度模糊不确定... 目的复杂产品在工程装备、航空航天等我国优先发展的战略领域中扮演着不可替代的重要角色,在其结构设计过程中普遍存在着各种不确定性,导致产品结构性能很难实现最优,甚至出现重大故障。方法针对复杂产品设计过程中的多粒度模糊不确定、随机不确定、不完备区间不确定和高维混合不确定等特点,将不确定性理论与产品结构设计过程相结合,系统地构建了不确定视角下产品结构性能优化设计理论体系,提出了多粒度模糊不确定下产品质量特性精准提取、随机不确定下产品功能结构模块化求解、不完备区间不确定下产品结构方案多属性决策、高维混合不确定下产品关键结构可靠性优化等关键技术,并指出了产品结构性能优化设计的未来发展方向。结论此设计理论能够充分适应和利用产品设计过程的多种不确定信息,为在结构设计环节切实提升产品性能提供了有力参考。 展开更多
关键词 复杂产品 结构性能优化设计 质量特性精准提取 功能结构模块化求解 结构方案多属性决策 关键结构可靠性优化
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自感型功能结构研究前沿与展望
8
作者 冯毅雄 李普衍 +2 位作者 邱皓 曾思远 谭建荣 《包装工程》 CAS 北大核心 2022年第12期15-29,共15页
目的 对自感型功能结构的研究进展进行归纳和分析,并对其发展前景进行展望。方法 定义自感型功能结构的概念,分析自感型功能结构的设计流程,揭示自感型功能结构的内涵,并从敏感材料、制造方法、响应激励3个视角对自感型功能结构设计的... 目的 对自感型功能结构的研究进展进行归纳和分析,并对其发展前景进行展望。方法 定义自感型功能结构的概念,分析自感型功能结构的设计流程,揭示自感型功能结构的内涵,并从敏感材料、制造方法、响应激励3个视角对自感型功能结构设计的研究进展进行分类,证明其可以通过元胞性能设计、基元构型制造和序构综合调控的设计方法进行制备并应用于实际场景中,实现结构—功能的一体化。结果归纳了自感型功能结构的设计与制造研究进展,总结了自感型功能结构的重点技术和在不同领域的突出性成果,结合自感型功能结构的概念内涵,对其在机械、材料、生物等领域的应用进行了展望。结论自感型功能结构可以对本体和环境的变化进行感知,按照设计好的特定方式发生功能或性能的变化,具有结构构型高效、感知对象多样、感知元件集成等特点,在相关领域中具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 功能结构 环境感知 传感器 设计方法 先进制造技术
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