检索结果-南通市图书馆

作者：郝瑜中国科学技术大学

学位级别：硕士

随着Internet技术的不断发展和人们对CAD的需求,传统CAD技术越来越向网络化、协同化方向发展。本文针对这一趋势,利用课题组在协同设计方面已有的研发基础,并结合本课题组国家自然科学基金项目紫外光刻仿真的需要,进一步扩展与完善实验... 详细信息

随着Internet技术的不断发展和人们对CAD的需求,传统CAD技术越来越向网络化、协同化方向发展。本文针对这一趋势,利用课题组在协同设计方面已有的研发基础,并结合本课题组国家自然科学基金项目紫外光刻仿真的需要,进一步扩展与完善实验室所开发的基于Web的CAD系统,构建一个基于Web的同步协同设计环境。在这个虚拟平台上,来自不同区域的设计人员可以同时参与多个工程项目,实现对实体对象的同步显示与交互操作功能。它采用纯Java语言编写,具有很好的跨平台和多用户支持等特性。该系统由三部分组成:表示层,业务逻辑层和数据服务层。这种基于WEB模式的设计架构也帮助用户摆脱了安装客户端设计软件的麻烦,实现了随时随地参与设计,最大限度的满足了资源共享与信息交换的需求。为了便于系统实现三维造型功能,论文为二维系统构建了三维平台,实现了系统向三维领域的扩展,为基于光刻的MEMS加工分析准备了三维展示平台。论文首先进行系统架构与总体设计方面的介绍。然后为了设计的三维实体对象,在WebCAD系统上构建了三维平台,提供各种基本的造型工具。接着论文分析了三维平台的系统结构,提出了一套适合于本系统的多文档同步开发的方法并加以实现。为了实现复杂对象的快速生成,论文同时提出了协同布尔操作方法,可方便地通过对简单实体对象的布尔运算来得到复杂对象,并实现了对实体对象的三角面片化操作。文章的最后对所做的工作进行了总结,并对以后的工作提出了展望。

关键词：网络CAD 协同三维造型同步设计交互式操作三维扩展

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精密玻璃透镜热压成型炉结构及温度曲线设计

精密玻璃透镜热压成型炉结构及温度曲线设计

作者：施添翼中国科学技术大学

学位级别：硕士

精密玻璃透镜在光学成像方面有着不可替代的优势,随着应用领域的扩展,传统玻璃透镜加工采用的多次磨削切削的方法工序繁多效率低下,尤其在加工非球面镜时加工成本非常昂贵。而精密玻璃透镜热压成型工艺不仅加工工序只需要一次模压成型,... 详细信息

精密玻璃透镜在光学成像方面有着不可替代的优势,随着应用领域的扩展,传统玻璃透镜加工采用的多次磨削切削的方法工序繁多效率低下,尤其在加工非球面镜时加工成本非常昂贵。而精密玻璃透镜热压成型工艺不仅加工工序只需要一次模压成型,更容易实现大批量生产,而且模压表面的精度和形状均由模具型面来控制,可以实现各种型面玻璃透镜的加工。本文的研究目标是研制一台供精密玻璃透镜热压用的加热炉,要求中心温度达600℃左右,保温精度在±1℃。研究中,首先在对各类材料、结构及相关研究的充分调研分析的基础上,对玻璃热压成型炉进行概念设计。在设计中采用了有限元仿真及优化设计,从众多加热方式中选择近红外石英加热管作为加热方式;在热压炉结构方面,为使热压炉体积尽可能紧凑,且真空室内结构尽量简单,将加热器及绝热结构全部放置在真空室之外,而使用一个近红外透过性良好的石英罩作为真空腔体;在绝热策略方面,提出多层辐射屏和炉壁嵌入绝热材料结合的方法,对辐射屏数量及绝热材料的材质、厚度,加热管表面处理等参数进行详细的仿真,最后,选定一层不锈钢辐射屏、内壁嵌入20mmm厚硅质气凝胶材料和红外管外圈镀白180。相结合的绝热策略。在此基础上,对热压炉加热功率需求进行了仿真分析,获得其与炉内特征位置温度的性能关系,最终决定使用3kW作为热压炉的实际加热功率。之后对相关的热压炉各类参数(真空室内模具及模具座选材,热压炉内壁氧化影响等)进行优化仿真设计,得到了热压炉的详细设计方案。在该方案下,对从升温,保温到冷却过程的全温度工艺过程进行了仿真,制定了温控曲线,使其中心温度达到600℃左右,保温精度达到±1℃。为热压实验提供了基础数据。最后,我们搭建了一个对加工、组装后的热压炉温度性能进行测试的实验平台,并使用红外热像仪对关注点的温度进行了观测,得到的实验数据为热压炉的稳定运行提供了依据和支持。本研究工作受国家自然科学基金《多尺度精密玻璃透镜的热压成型技术研究》(No.51075381)资助。

关键词：精密玻璃透镜热压成型仿真设计绝热策略温度曲线

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基于断层图像的三维实体重建

基于断层图像的三维实体重建

作者：张峰中国科学技术大学

学位级别：硕士

随着断层图像的三维重建在医学领域的广泛应用,人们要求三维重建模型不仅限于三维可视化的显示,还要能进行编辑修改、测量和定量分析。这就要求其重建模型必须是实体模型(Solid Model)。根据实体模型进行定量分析使医学研究取得了巨大... 详细信息

随着断层图像的三维重建在医学领域的广泛应用,人们要求三维重建模型不仅限于三维可视化的显示,还要能进行编辑修改、测量和定量分析。这就要求其重建模型必须是实体模型(Solid Model)。根据实体模型进行定量分析使医学研究取得了巨大进步。本文对基于断层图像的三维实体重建进行了研究。针对CT(Computed Tomography)扫描、MRI(Magnetic Resonance Imaging)、仿真计算等产生的断层图像,提出了多幅图像自动处理与分割、多孔复杂模型的三维重建和基于三维表面模型的实体模型构建方法,采用Java、Java3D编程实现了相关算法,并以这些算法为核心,构建了基于Web的图像处理与三维重建系统平台,即医学影像工程师(Medical Image Engineer,简称MIE)。对于图像的处理与分割,我们首先研究了单幅图像的自动处理与分割方法。采用阈值法,基于Otsu准则选取最佳阈值,实现了图像的初始分割;利用数学形态学的理论,对分割出来的区域的边缘进行检测;利用GVF Snake模型的能量最小化原理对初始轮廓进行优化,实现了弱边缘图像目标的精确分割与轮廓提取。对于多幅图像的处理,利用了多个相邻层图像信息,先采用单幅图像分割的方法对目标轮廓清晰的图像进行分割,然后以已分割好的相邻图像的精确轮廓为初始轮廓,最后仍然采用GVF Snake方法实现了所有其它目标轮廓模糊的图像的分割。本文提出的多幅图像的自动分割方法,除了能对多幅图像自动处理外,最大的特点就是处理的图像边缘无重影,清晰地表达了物体的表面轮廓,而且轮廓连续、封闭。这样高质量的二值图像不仅为三维实体重建的成功提供了保障,还可以应用到很多其它方面,比如目标跟踪,医学临床检查等等。为了实现多孔复杂模型的三维实体重建,提出将基于轮廓线的局部优化方法与移动立方体法(Marching Cubes,即MC)相结合,通过采用辅助轮廓法精确提取等值线,制定模型复杂程度的分类原则,合理选择与配置方法,克服了多分支轮廓拓扑重构的困难,重建出了由三角面片组成的三维形体表面模型。最后,利用ANSYS参数化设计语言(APDL)在ANSYS中实现了面模型向实体模型的转化,使重建后的模型不仅限于三维显示,还可直接用于有限元分析,增强了本文提出的三维重建方法的实用性。为了方便其他研究人员利用本课题的成果,提出了构建基于Web的图像处理与三维重建的系统平台。采用Java、Java3D编程,以上述算法为核心,实现了图像浏览与自动处理、人工交互处理、三维重建和实体模型构建等功能。在输入图像序列之后,可以方便地浏览各个图像,可以采用人工交互处理或自动处理方法进行图像处理与分割,并能根据分割结果自动进行三维重建,完成实体模型的生成。该系统采用了集成化设计、模块化设计和人性化设计,支持在多平台下使用,支持在网络上运行。论文最后对所做的工作进行了总结,并对以后的工作提出了展望。

关键词：图像处理图像分割三维重建实体模型 Web ANSYS

直线加速器高功率同轴负载吸波材料FeSiAl的研究

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直线加速器高功率同轴负载吸波材料FeSiAl的研究

作者：王秀翠中国科学技术大学

学位级别：硕士

同轴负载是一种新型的直线加速器吸收负载,微波吸收材料是S波段高功率同轴负载(>10kW)研发中至关重要的一部分。同轴负载的工作环境及功率需求要求吸波材料具有高吸波能力、低真空放气率、良好的导热性及可加工性,并与基底有较强结合力... 详细信息

同轴负载是一种新型的直线加速器吸收负载,微波吸收材料是S波段高功率同轴负载(>10kW)研发中至关重要的一部分。同轴负载的工作环境及功率需求要求吸波材料具有高吸波能力、低真空放气率、良好的导热性及可加工性,并与基底有较强结合力。经过调研,本课题选取了一种FeSiAl合金,并开展了对其涂层结构、真空性质、热学性质及电磁学特性的研究,为后续的高功率同轴负载的研制奠定基础。本课题利用SEM观察FeSiAl涂层的微观形貌,利用XRD分析了其相组成,并进行了孔隙率和密度研究以及真空放气率的测量。考虑腔体冷却系统设计及涂层的温度热应力分析,实验测量了FeSiAl材料的热学参数如热膨胀系数、比热容和导热系数等。FeSiAl涂层热膨胀系数测量结果表明,其与铜基体具有可比性,可认为涂层不会因过大热应力而剥落。两组导热系数结果的对比不仅证明了导热系数测量的准确性,同时验证了其计算中间量比热容及密度测试的可靠性。为获得2856 MHz时FeSiAl的介电常数和磁导率,本文基于同轴传输反射法,利用矢量网络分析仪,开展了材料电磁参数的测试研究,同时利用电磁场分析软件CST Microwave Studio进行了测试仿真。理论分析及CST仿真结果表明,试验中加工样品与测试夹具之间的间隙对电磁参数的测量值有较大影响。为消除空气隙的影响,制作了不同配比的FeSiAl微粉和固体石蜡的混合样品,并获得了混合样品的稳定测试值,进而运用混合媒质等效公式求解出了FeSiAl微粉本体的电磁参数。同时,混合媒质等效公式的适用性研究表明,Bruggeman、Looyenga、QCACP公式适用于描述该FeSiAl微粉的电磁特性。

关键词：同轴负载 FeSiAl 物性测试热学参数电磁参数传输反射法空气隙混合媒质等效公式

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冰箱充型用硬质聚氨酯泡沫发泡过程数值模拟

冰箱充型用硬质聚氨酯泡沫发泡过程数值模拟

作者：于洋中国科学技术大学

学位级别：硕士

硬质聚氨酯泡沫塑料因其优良的隔热保温、独特的抗水渗透及化学稳定性,加上轻质、成型方便,成为冰箱保温层不可或缺的材料。针对冰箱门体因硬质聚氨酯泡沫塑料充型脱模后的变形易产生报废返修问题,本文拟采用基于数值仿真的解决思路。... 详细信息

硬质聚氨酯泡沫塑料因其优良的隔热保温、独特的抗水渗透及化学稳定性,加上轻质、成型方便,成为冰箱保温层不可或缺的材料。针对冰箱门体因硬质聚氨酯泡沫塑料充型脱模后的变形易产生报废返修问题,本文拟采用基于数值仿真的解决思路。从聚氨酯泡沫凝胶发泡过程的化学反应动力学出发,认识聚氨酯生成机理,通过数值仿真提取影响泡沫性能的关键参数。利用流变学理论研究聚氨酯泡沫流动充型。本文选择FLUENT软件,采用SIMPLE算法及VOF模型,建立聚氨酯材料发泡过程中的数学模型,建立计算聚氨酯泡沫发泡过程化学反应程度的标量方程,同时考虑化学反应放热与物理发泡剂蒸发吸热效果,并通过二次开发程序实现材料参数的定义以及控制方程源项参数的定义。将泡沫的膨胀过程简化为非定常层流流动过程,化学反应程度与流动过程分开计算。在二维矩形区域内放入2.16kg的聚氨酯混合液,聚氨酯混合液膨胀40s后,得到发泡过程中泡沫体的温度、密度、温度场的分布规律。其密度降至约30kg/m3,混合液内最高温度上升至137.8014℃,后期交联反应100s时温度升高至153.5989℃,化学反应高度放热。测量门体变形及聚氨酯样品的物性参数。采用高度游标卡尺和光学精密平台搭配,将冰箱门三个顶点垫平,测量门体立柱的变形量,得到两个门体的最大变形量分别为2.56mm和2.42mm。测量门体内聚氨酯样品的密度约为42.6037kg/m3,导热系数约为0.02626W/(m·K),比热容约为2380.455J/kg·K。最后利用ABAQUS软件分别对门体充型用的聚氨酯泡沫层和门体组件组合而成的门体结构进行脱模冷却过程的温度场、热变形分析。温度场分析结果显示门体外壳构件对门体脱模冷却的温度场影响不大。整块的聚氨酯材料的脱模冷却热变形趋势呈中间向门内侧凸起,而门体的变形呈现中间向门外侧凸起,与实际测量的变形趋势相符,表明门体的外壳结构严重影响门体的变形。仿真结果与测量结果的差异说明是仿真模型的简化、材料物性参数等方面的因素所致。当聚氨酯泡沫不受外壳限制时,其收缩变形十分明显。门面板的5mm钢化玻璃有效抵制了附近的聚氨酯收缩变形,而门内胆的白色HIPS板则不能很好的抵制内侧的收缩趋势,因此变形呈中间收缩的趋势。聚氨酯极难分解,环境污染大,本研究成果将在提高冰箱质量的同时,减少生产过程中对环境的污染。并可以为我国的硬质聚氨酯工业产品的研发提供一种更清洁、更低成本以及环境更友好的科学途径。

关键词：硬质聚氨酯泡沫发泡数值模拟VOF 冰箱门体变形有限元