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基于水平集方法和von Mises应力的结构拓扑优化

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中国机械工程 2006年第15期17卷 1589-1595页

作者：庄春刚熊振华丁汉上海交通大学上海200030

结合水平集方法和形状灵敏度分析,用梯度法实现柔性目标函数的结构拓扑优化设计。该方法通过基于隐含表示边界的水平集方程推动几何边界,引入von Mises应力准则作为产生拓扑结构的策略。给出了多孔结构初始化和没有初始化情况的算例,根... 详细信息

结合水平集方法和形状灵敏度分析,用梯度法实现柔性目标函数的结构拓扑优化设计。该方法通过基于隐含表示边界的水平集方程推动几何边界,引入von Mises应力准则作为产生拓扑结构的策略。给出了多孔结构初始化和没有初始化情况的算例,根据von Mises应力的大小开孔,产生新的拓扑结构。算例结果表明,根据von Mises应力的大小产生新拓扑的方法消除了拓扑优化结果对网格和初始拓扑结构猜测的依赖性,同时也弥补了水平集方法不能开孔的缺点。

关键词：水平集方法拓扑优化灵敏度分析形状导数

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基于隐含边界描述的连续体拓扑优化

上海交通大学学报 2007年第4期41卷 573-577页

作者：熊振华庄春刚丁汉上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

基于隐含边界描述的水平集方程推动几何边界,结合形状导数、拓扑导数等工具,实现了柔性目标函数的连续体结构拓扑优化设计.进一步通过引入Von Mises应力作为产生新拓扑结构的策略,给出了单独使用Von Mises应力开孔的算例.算例结果表明,... 详细信息

基于隐含边界描述的水平集方程推动几何边界,结合形状导数、拓扑导数等工具,实现了柔性目标函数的连续体结构拓扑优化设计.进一步通过引入Von Mises应力作为产生新拓扑结构的策略,给出了单独使用Von Mises应力开孔的算例.算例结果表明,基于隐含边界描述的连续体拓扑优化设计方法,它具有独特的处理拓扑变化能力及消除拓扑优化结果对网格和初始拓扑结构猜测的依赖性.这一类方法具有优秀的高维设计拓展能力,在工程实际和多材料设计等方面具有很好的应用前景.

关键词：隐含边界描述水平集方法拓扑优化形状导数拓扑导数

基于水平集方法与FreeFEM的弹性结构拓扑优化

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中国机械工程 2009年第11期20卷 1326-1331页

作者：詹阳烈庄春刚熊振华丁汉上海交通大学上海200240

通过水平集方法隐含描述材料域几何边界,研究了快速的弹性结构拓扑优化算法。利用FreeFEM实现了拓扑优化过程中的弹性结构有限元分析,该过程采用了三角网格模型,然后利用接口函数输出求解水平集方程所需差分节点的位移。MATLAB软件利用... 详细信息

通过水平集方法隐含描述材料域几何边界,研究了快速的弹性结构拓扑优化算法。利用FreeFEM实现了拓扑优化过程中的弹性结构有限元分析,该过程采用了三角网格模型,然后利用接口函数输出求解水平集方程所需差分节点的位移。MATLAB软件利用获得的结构位移,构造驱动材料边界运动的速度场,通过循环迭代实现弹性结构的拓扑优化。数值算例结果表明,该方法能够提高基于隐式描述的拓扑优化的计算效率和计算精度。

关键词：水平集方法拓扑优化隐含描述 FreeFEM 有限元分析

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基于深度学习的物体点云六维位姿估计方法

计算机工程 2021年第8期47卷 216-223页

作者：李少飞史泽林庄春刚上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

物体位姿估计是机器人在散乱环境中实现三维物体拾取的关键技术,然而目前多数用于物体位姿估计的深度学习方法严重依赖场景的RGB信息,从而限制了其应用范围。提出基于深度学习的六维位姿估计方法,在物理仿真环境下生成针对工业零件的数... 详细信息

物体位姿估计是机器人在散乱环境中实现三维物体拾取的关键技术,然而目前多数用于物体位姿估计的深度学习方法严重依赖场景的RGB信息,从而限制了其应用范围。提出基于深度学习的六维位姿估计方法,在物理仿真环境下生成针对工业零件的数据集,将三维点云映射到二维平面生成深度特征图和法线特征图,并使用特征融合网络对散乱场景中的工业零件进行六维位姿估计。在仿真数据集和真实数据集上的实验结果表明,该方法相比传统点云位姿估计方法准确率更高、计算时间更短,且对于疏密程度不一致的点云以及噪声均具有更强的鲁棒性。

关键词：点云位姿估计特征融合深度学习损失函数

螺栓法兰连接静密封系统中图形自动生成方法的研制与开发

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润滑与密封 2002年第5期27卷 71-72,76页

作者：庄春刚杜培德青岛化工学院机械工程学院 266042

本文介绍了螺栓法兰连接系统中通过对图元对象的数据封装来实现零件图参数化绘制 ,通过参数化装配特征点和线等方法来自动生成装配图。同时对零件图和装配图的管理方法进行了简单的阐述。实践证明。

关键词：螺栓法兰连接静密封系统图形自动生成参数化设计非图形数据装配

基于机器视觉的液晶显示屏装配尺寸检测算法的研究

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中国机械工程 2014年第1期25卷 7-11页

作者：肖敏庄春刚熊振华上海交通大学上海200240

提出了一种检测液晶显示区域和外壳之间距离的算法。该算法将霍夫变换与最小二乘法结合,首先,利用Canny算子提取液晶显示区域和外壳的边缘。然后,利用霍夫变换对边缘直线进行粗定位,并依次找到直线边缘附近的所有点集。最后,利用最小二... 详细信息

提出了一种检测液晶显示区域和外壳之间距离的算法。该算法将霍夫变换与最小二乘法结合,首先,利用Canny算子提取液晶显示区域和外壳的边缘。然后,利用霍夫变换对边缘直线进行粗定位,并依次找到直线边缘附近的所有点集。最后,利用最小二乘法进行拟合,精确地检测出图像中的直线边缘,由此计算出液晶显示区域和外壳之间的距离。实验结果表明,提出的检测算法具有较高的精度与效率,并已应用于产品的在线检测。

关键词：液晶显示屏直线检测霍夫变换最小二乘拟合

动态环境下基于人工势场引导的RRT路径规划算法

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计算机应用研究 2021年第3期38卷 714-717,724页

作者：司徒华杰雷海波庄春刚上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

现有的大多数动态RRT路径规划算法不能使规划的路径远离障碍物,这有可能导致机器人没有足够的避障时间。针对此问题,提出了一种利用人工势场引导快速扩展随机树向目标区域生长并远离障碍物的改进RRT算法APFG-RRT(artificial potential f... 详细信息

现有的大多数动态RRT路径规划算法不能使规划的路径远离障碍物,这有可能导致机器人没有足够的避障时间。针对此问题,提出了一种利用人工势场引导快速扩展随机树向目标区域生长并远离障碍物的改进RRT算法APFG-RRT(artificial potential field guided RRT)。为了进一步加快算法的收敛速度、加速算法跳出局部极小值,引入了一种按自适应概率选择目标点作为采样点的策略;针对动态环境采用全局规划结合局部重新规划的方法以提高算法的实时性。仿真实验表明,相比于初始RRT和Goal-bias RRT,APFG-RRT的计算效率更高,内存需求更小,并且搜索到的路径能够有效地远离障碍物,提高了动态路径规划的成功率。

关键词：路径规划 RRT 人工势场动态环境局部重新规划

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一种基于形状匹配的零件位置检测技术

机电一体化 2018年第4期24卷 52-57页

作者：张磊张鑫贾磊庄春刚上海交通大学机器人研究所上海200240 无锡尚实电子科技有限公司无锡214100

针对工业应用中复杂环境下提取零件提出了一种基于Halcon形状匹配算法的零件特征识别方法,能够提取工业零件的形状特征,利用形状特征进行零件轮廓的拟合,进而求取圆心,并可使用圆心坐标计算得到世界坐标系下任意零件与标定零件的位置关... 详细信息

针对工业应用中复杂环境下提取零件提出了一种基于Halcon形状匹配算法的零件特征识别方法,能够提取工业零件的形状特征,利用形状特征进行零件轮廓的拟合,进而求取圆心,并可使用圆心坐标计算得到世界坐标系下任意零件与标定零件的位置关系。应用检测得到的位置关系可以使用机器人准确地进行散乱零件的抓取,为机床或加工中心进行自动化上料。

关键词：形状匹配最小二乘法特征点提取位置检测

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管法兰的计算机辅助设计

青岛科技大学学报（自然科学版） 2003年第3期24卷 248-250页

作者：庄春刚杜培德青岛科技大学机电工程学院山东青岛266042

利用 Visual Basic6.0编程语言和 Access数据库实现了管法兰的计算机辅助设计 ,同时将参数化零件图的结果输入到 Auto CAD。实践证明 ,管法兰 CAD大大提高了设计人员的工作效率和设计质量。

关键词：管法兰计算机辅助设计数据库零件图参数化软件开发