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地理信息系统建筑物三维重建技术研究与应用

地理信息系统建筑物三维重建技术研究与应用

作者：李印鑫北京邮电大学

学位级别：硕士

大数据时代下,3D电子地图和地理信息系统在地理信息分析和城市计算等领域有着重要应用。但电子地图的构建成本高昂,尤其是作为重要地物对象的建筑物的3D建模,导致高精度的3D建筑物电子的获取具有较高的经济门槛。与此同时,随着地图区域... 详细信息

大数据时代下,3D电子地图和地理信息系统在地理信息分析和城市计算等领域有着重要应用。但电子地图的构建成本高昂,尤其是作为重要地物对象的建筑物的3D建模,导致高精度的3D建筑物电子的获取具有较高的经济门槛。与此同时,随着地图区域的增大,建筑物三维重建的效率难以满足需求。为了解决地理信息系统建筑物三维重建成本高、效率低的问题,本文提出一种利用在线电子地图提供的建筑物图像数据,快速低成本进行建筑物3D建模的方法。主要完成了以下四部分工作:（1）通过在线电子地图开放平台渲染建筑物电子地图,并采用截图的方式分别获取2D和3D建筑物图像数据。对图像进行拆分、合并,保证图像内建筑物轮廓的完整性。（2）为通过2D建筑物图像数据获取建筑底边轮廓,首先,设计了复杂建筑物的拆分和合并算法用于复杂建筑物的处理。其次,采用图像的边缘检测和轮廓识别技术,从2D建筑物图像数据中识别建筑物底面轮廓。最后,设计角点检测和边缘平滑算法,消除建筑物底边轮廓边缘的躁点,只保留折点。（3）为通过3D建筑物图像数据计算建筑物高度,本文首先基于深度神经网络目标识别和实例分割技术,从3D建筑物图像数据中分割建筑物立面,计算建筑物像素高度。其次,采用简单神经网络建立了一个建筑物像素高度到米制高度的映射模型,计算建筑物米制高度。最后,提出一种被遮挡建筑物高度的计算方法。（4）基于以上的研究内容,以模块化的方式设计并实现了地理信息系统建筑物三维重建软件。本文对南京部分密集城区中22840个建筑物进行三维建模,采用高德地图和2m高精度电子地图作为基准数据,评估了区域内建筑物的建模精度。精度评估分为三部分:一,对建筑物模型的底边轮廓的面积误差和采样点偏移进行了评估;二,对建筑物模型的高度误差进行了评估;三,对误差产生的原因进行了分析。评估结果表明,基于图像处理的3D建筑物三维重建能够获得较高精度的建筑物几何尺寸数据。上述研究工作表明,本文提出的地理信息系统建筑物三维重建技术方案为低成本、高效率的大规模建筑物三维重建提供了一种有效手段。

关键词：三维重建地理信息系统轮廓识别目标检测实例分割

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某型汽车变速器的动力学特性分析

某型汽车变速器的动力学特性分析

作者：于印鑫东北大学

学位级别：硕士

汽车变速器主要由其内部齿轮传动系统和外部壳体构成。齿轮传动系统是各种机器和机械装备中应用最为广泛的传动系统,已应用于国民经济的各个领域,尤其在汽车动力传动系统中,它是实现动力传递和变速的关键部分。变速器壳体是变速器齿轮... 详细信息

汽车变速器主要由其内部齿轮传动系统和外部壳体构成。齿轮传动系统是各种机器和机械装备中应用最为广泛的传动系统,已应用于国民经济的各个领域,尤其在汽车动力传动系统中,它是实现动力传递和变速的关键部分。变速器壳体是变速器齿轮传动系统的支撑结构,对内部传动系统还起到散热和润滑的作用,其结构设计既要节省空间,又要减轻重量。随着工业技术的发展,变速器等齿轮箱结构传递的功率不断增大,齿轮极限转速不断提高,使得齿轮传动系统的振动问题以及由振动引起的噪声问题越来越受到重视,在汽车行业,主要体现在对汽车传动系统NVH(噪声、振动与舒适性)特性的研究,本文对影响汽车NVH特性的变速器动力学特性进行了研究。由于变速器动力学特性受到其内部齿轮传动系统和外部壳体的共同影响,因此汽车变速器的动力学包含了变速器壳体动力学、变速器齿轮传动系统动力学和两者耦合模型的动力学。论文以某型汽车变速器为研究对象,利用SolidWorks软件完成了该变速器各主要零部件的三维实体建模和虚拟装配,在有限元软件ANSYS中将齿轮副简化为由耦合矩阵连接的两个节圆柱,轴承简化为弹簧单元,并通过有限元静态接触分析和传动系统受力分析获得了特定工况下啮合齿轮的时变啮合刚度和轴承刚度,在此基础上建立了变速器壳体、变速器传动系统和变速器总成的三维实体有限元模型。利用有限元方法,对变速器壳体的模态和传动系统、变速器总成的弯-扭-轴-摆耦合模态进行了分析计算。利用有限元静态接触分析、误差近似等效方法和有限元动态接触仿真计算获得了包括变刚度激励、误差激励和冲击激励在内的变速器内部激励,并对变速器传动系统在多个内部动态激励下的动态响应进行了分析计算。整体传递矩阵法是进行转子系统动力特性分析的重要方法之一,特别适用多轴转子系统,在应用于求解包含齿轮啮合效应的多轴系统弯扭耦合振动的动力计算时,关键是获得齿轮耦合单元的传递矩阵。论文中建立了三档斜齿轮耦合单元的传递矩阵和带支撑的轴段节点传递矩阵,并利用整体传递矩阵法对输入级传动系统(包括输入轴和输出轴)的集中参数模型进行了模态求解,计算结果与输入级传动系统有限元模型的计算结果吻合较好。

关键词：汽车变速器齿轮传动系统模态分析有限元仿真动态响应整体传递矩阵法

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考虑不同跨度的膜盘联轴器动力学特性分析

噪声与振动控制 2024年第5期44卷 33-38页

作者：许刘爽于印鑫袁琦昆明理工大学机电工程学院昆明650500 昆明理工大学云南省先进装备智能制造技术重点实验室昆明650500

随着联轴器跨度增大,利用集中质量模型研究其动力学特性必然导致较大的模型误差,为了准确地研究跨度对膜盘联轴器动力学特性的影响,建立膜盘联轴器连续体动力学模型。利用逆解法得到前三阶固有频率;通过模态叠加法对膜盘联轴器轴向和横... 详细信息

随着联轴器跨度增大,利用集中质量模型研究其动力学特性必然导致较大的模型误差,为了准确地研究跨度对膜盘联轴器动力学特性的影响,建立膜盘联轴器连续体动力学模型。利用逆解法得到前三阶固有频率;通过模态叠加法对膜盘联轴器轴向和横向振动响应进行求解,分析不平衡载荷相位差和中间轴跨度对其动力学特性的影响规律,并与有限元法和文献中的结果进行对比验证。研究结果表明:联轴器各阶固有频率随中间轴跨度增大而减小,同时会在特定转速下导致联轴器整体振动响应幅值增大;两法兰盘不平衡载荷相位差逐渐增大时,联轴器振动响应以第二阶振型为主,随相位差增大,振动响应幅值逐渐向第三阶振型转变,同时整体振动幅值明显降低,最大振幅位置由跨中向两侧转移。研究结论对不同跨度联轴器的设计和使用具有一定的理论和工程意义。

关键词：振动与波动力学膜盘联轴器连续体建模跨度相位差

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齿轮箱耦合系统三维接触非线性动态特性仿真

东北大学学报（自然科学版） 2014年第1期35卷 79-83页

作者：梁明轩袁惠群李岩于印鑫东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819 东北大学理学院辽宁沈阳110819

针对现有齿轮传动系统动力学模型和研究方法的不足,提出了基于完全弹性体的齿轮传动系统动态分析方法.以某型船用齿轮箱传动系统为研究对象,基于显式动力学有限元法,考虑部件之间的耦合作用建立了箱体-轴承-斜齿轮副三维动态接触非线性... 详细信息

针对现有齿轮传动系统动力学模型和研究方法的不足,提出了基于完全弹性体的齿轮传动系统动态分析方法.以某型船用齿轮箱传动系统为研究对象,基于显式动力学有限元法,考虑部件之间的耦合作用建立了箱体-轴承-斜齿轮副三维动态接触非线性模型.对整体齿轮箱传动系统进行了动态仿真,得到了关键部件的动力学特性,并与非耦合模型动态性能仿真结果进行比较.结果表明:滚动体与齿面应力呈不均匀分布,部件间的耦合作用加剧了齿轮箱的冲击效应.最后采用赫兹线接触理论进行了验证.

关键词：耦合系统显式动力学非线性接触力动应力

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基于显式动力学的某齿轮轴冲击应力分析

振动．测试与诊断 2013年第2期33卷 273-276,341页

作者：于印鑫袁惠群梁明轩侯明曦张宇白东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819 东北大学理学院沈阳110819 中航工业沈阳发动机设计研究所航空发动机动力传输航空科技重点实验室沈阳110015

在恒定转速下对某航空发动机附件机匣齿轮轴施加冲击扭矩的测试中出现齿轮根部折断的现象,为了分析其原因,利用有限元隐式和显式动力学方法,对齿轮轴在冲击扭矩下考虑旋转离心应力的静、动应力响应进行了计算分析,仿真结果与测试结果一... 详细信息

在恒定转速下对某航空发动机附件机匣齿轮轴施加冲击扭矩的测试中出现齿轮根部折断的现象,为了分析其原因,利用有限元隐式和显式动力学方法,对齿轮轴在冲击扭矩下考虑旋转离心应力的静、动应力响应进行了计算分析,仿真结果与测试结果一致。根据分析结果对齿轮轴失效部位参数化建模,以齿轮轴质量最小为优化目标,利用APDL进行了失效部位的结构优化。优化结果表明,改进后的设计满足齿轮轴的功能要求,冲击载荷下产生的动应力水平与静态下冲击载荷产生的静应力比较,动应力有较大幅度的增加,在设计过程中应对齿轮轴在较短时间内的冲击载荷下产生的动应力加以考虑,以保证齿轮轴的强度有足够的安全裕度。

关键词：齿轮轴冲击载荷动应力优化设计

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多膜盘柔性联轴器轴向刚度与振动特性分析

机械科学与技术 2020年第5期39卷 676-681页

作者：李宽于印鑫丁康康昆明理工大学机电工程学院昆明650500 云南省高校振动与噪声重点实验室昆明650500

与扭转刚度相比,膜盘联轴器的轴向刚度较小,因此轴向振动的固有频率和临界转速更低,膜盘联轴器更加容易受到两侧设备轴向窜动激励的影响。本文以某新型联轴器为研究对象,分别利用有限元方法和集中参数法对联轴器轴向振动模态进行了分析... 详细信息

与扭转刚度相比,膜盘联轴器的轴向刚度较小,因此轴向振动的固有频率和临界转速更低,膜盘联轴器更加容易受到两侧设备轴向窜动激励的影响。本文以某新型联轴器为研究对象,分别利用有限元方法和集中参数法对联轴器轴向振动模态进行了分析,并进一步对不同轴向伸缩量、转速和扭矩下的膜盘联轴器轴向刚度进行了研究,以此为基础分析了轴向伸缩量和转速对膜盘联轴器轴向临界转速的影响。研究结果表明:通过对比膜盘联轴器有限元模型与集中参数集模型的模态分析结果,验证了两种模型的准确性;膜盘联轴器轴向刚度分析结果表明随着轴向绝对位移的增加,膜盘轴向出现应力刚化,其轴向刚度呈非线性变化;而膜盘联轴器的轴向刚度随转速的增加而增大,同时各阶临界转速受转速和轴向伸缩量的影响出现明显变化,此研究为膜盘联轴器的进一步优化和使用提供了依据。

关键词：膜盘联轴器有限元法集中参数法轴向振动临界转速

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基于显式动力学的某变速器振动噪声分析

东北大学学报（自然科学版） 2013年第8期34卷 1154-1156,1165页

作者：张宇白袁惠群于印鑫张凯峰东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819 东北大学理学院辽宁沈阳110819

基于显式动力学方法,利用LS_DYNA对某变速器各轴系的振动进行了动力学分析.建立各轴系动力学有限元模型,获取了各轴系轴承部位的动态激励.在此基础上,利用边界元法对轴承激励下的变速器壳体边界元模型的振动噪声进行分析,获取了壳体表... 详细信息

基于显式动力学方法,利用LS_DYNA对某变速器各轴系的振动进行了动力学分析.建立各轴系动力学有限元模型,获取了各轴系轴承部位的动态激励.在此基础上,利用边界元法对轴承激励下的变速器壳体边界元模型的振动噪声进行分析,获取了壳体表面的噪声分布,为变速器的噪声分析提供了一种新方法.计算结果表明,主要的辐射噪声集中在主减速器和变速器支承轴端区域,应在壳体侧面增设加强筋,或者增加现有加强筋厚度来降低壳体的噪声水平.

关键词：汽车变速器显式动力学边界元法辐射噪声加强筋

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小学音乐教学中的音乐律动

琴童 2023年第9期 90-92页

作者：印鑫靖江市城北实验学校

音乐律动主要是将身体视为一种乐器,借助身体各个部位表现音乐要素。音乐律动的应用内容包括聆听音乐、联系听觉与身体知觉、引发身体运动、强化运动觉与听觉等,节奏训练是音乐律动的核心内容。唤醒音乐本能、激发身体节奏感是音乐律动...

音乐律动主要是将身体视为一种乐器,借助身体各个部位表现音乐要素。音乐律动的应用内容包括聆听音乐、联系听觉与身体知觉、引发身体运动、强化运动觉与听觉等,节奏训练是音乐律动的核心内容。唤醒音乐本能、激发身体节奏感是音乐律动的主要目标,借助视觉辅助学生理解音乐符号是音乐律动的基本目标。在上述目标指导下,音乐律动可以构成多种组合,如原地动作与空间动作、基本动作与姿势、基本动作与身高位置、基本动作与体态等。

关键词：

超声辅助浊点萃取荞麦壳总黄酮工艺及抗氧化活性研究

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化学试剂 2018年第7期40卷 633-637,642页

作者：印鑫何伟平黄菊徐州工程学院化学化工学院江苏徐州221111 徐州工业职业技术学院化工学院江苏徐州221140

以DPPH自由基清除率作为考察指标,采用单因素和正交试验相结合的方法进行了工艺优化,研究超声辅助浊点萃取荞麦壳中黄酮的最佳工艺及抗氧化活性。通过极差分析得出的最佳条件：平衡时间为50 min,液料比为35∶1,离子强度为0.6 mol/L,表... 详细信息

以DPPH自由基清除率作为考察指标,采用单因素和正交试验相结合的方法进行了工艺优化,研究超声辅助浊点萃取荞麦壳中黄酮的最佳工艺及抗氧化活性。通过极差分析得出的最佳条件：平衡时间为50 min,液料比为35∶1,离子强度为0.6 mol/L,表面活性剂（Trition X-114）质量浓度为30 g/L。该条件下荞麦壳总黄酮提取率为1.78%。当荞麦壳中黄酮的提取液浓度为40 g/L时,对羟基自由基的清除率为84.77%,对DPPH自由基的清除率为86.36%,对DPPH自由基清除率的IC50值为18.63 g/L,荞麦壳总黄酮提取液具有较强的抗氧化活性。

关键词：荞麦壳超声波辅助浊点萃取正交法黄酮类化合物抗氧化活性