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循环一致性的无监督可变形图像配准方法

计算机辅助设计与图形学学报 2023年第4期35卷 516-524页

作者：余升林吴彤葛明锋董文飞长春理工大学机电工程学院长春130022 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所苏州215163

针对可变形图像配准中因变形场可逆性被忽略而导致配准精度降低的问题,提出一种变形场循环一致性的无监督可变形图像配准方法.首先,设计了一种基于无监督学习的可变形图像配准框架,它包括学习图像特征的编码-解码器和用于生成采样网格... 详细信息

针对可变形图像配准中因变形场可逆性被忽略而导致配准精度降低的问题,提出一种变形场循环一致性的无监督可变形图像配准方法.首先,设计了一种基于无监督学习的可变形图像配准框架,它包括学习图像特征的编码-解码器和用于生成采样网格的空间变换网络2部分,以指导浮动图像朝着参考图像方向的准确移动,从而完成图像的配准;其次,提出变形场循环一致性的损失函数,以保证配准过程中变形场的一致性;最后,结合雅可比损失函数和L2范数对变形场进行惩罚,以保证变形场的光滑性,促使网络输出准确、真实的变形场.基于PyTorch框架,使用2D合成数据集和2DMR数据集对该网络进行评价.实验结果表明,与几种先进的配准方法相比,该方法在Dice值上提升了1.77%,在变形场雅可比行列式负值比例上下降了35.71%,取得了更好的配准效果.

关键词：可变形图像配准变形场的循环一致性无监督学习变形场

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数字照相量测在砂土地基离心试验中的应用

岩土工程学报 2006年第3期28卷 306-311页

作者：李元海靖洪文朱合华马险峰中国矿业大学建筑工程学院江苏徐州221008 同济大学土木工程学院上海200092

采用数字照相变形量测技术,利用笔者提出的适应岩土局部化变形特点的三步搜索图像分析算法,对砂土地基在离心机和重力场试验中的变形场与变形模式,进行了全面观测与分析,得到了地基的变形范围、滑动面位置与形状、变形局部化和剪切带特... 详细信息

采用数字照相变形量测技术,利用笔者提出的适应岩土局部化变形特点的三步搜索图像分析算法,对砂土地基在离心机和重力场试验中的变形场与变形模式,进行了全面观测与分析,得到了地基的变形范围、滑动面位置与形状、变形局部化和剪切带特征,再现了地基的渐进性变形与破坏的全过程。实验成果可为相关岩土本构模型的建立、检验和改进提供参考依据。

关键词：数字照相图像分析离心试验砂土地基变形场

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大运动柔性梁非线性动力响应分析

振动与冲击 2005年第1期24卷 1-3页

作者：吴国荣钟伟芳李美之梁以德福建工程学院土木系福州350007 华中科技大学力学系武汉430074 香港城市大学建筑系

分析了发生横、纵振动的大运动梁的非线性动力响应,引用梁横向和纵向振动的精确模态描述变形场,利用拉格朗日方程建立了运动梁刚柔耦合非线性动力学方程。该非线性方程自动计及了动力刚化的影响。基于Newmark 直接积分法和Newton R... 详细信息

分析了发生横、纵振动的大运动梁的非线性动力响应,引用梁横向和纵向振动的精确模态描述变形场,利用拉格朗日方程建立了运动梁刚柔耦合非线性动力学方程。该非线性方程自动计及了动力刚化的影响。基于Newmark 直接积分法和Newton Raphson迭代法,给出了求解该非线性方程的数值方法。仿真算例证明了本文方法的正确性和有效性。

关键词：非线性动力响应柔性梁非线性方程动力刚化拉格朗日方程非线性动力学方程直接积分法变形场自动纵向振动

基于数字图像相关方法的端羟基聚丁二烯推进剂复合型裂纹J积分测量

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兵工学报 2019年第2期40卷 284-291页

作者：王阳李高春伍鹏杨明韩永恒海军航空大学岸防兵学院山东烟台264001

为实现复合型裂纹尖端变形场及J积分测量,对预制含中心贯穿复合型裂纹的端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂试件进行了拉伸观察试验,获得了复合型裂纹试件的变形图片序列。采用数字图像相关(DIC)方法得到试件表面的位移和应变场,运用J积分理论... 详细信息

为实现复合型裂纹尖端变形场及J积分测量,对预制含中心贯穿复合型裂纹的端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂试件进行了拉伸观察试验,获得了复合型裂纹试件的变形图片序列。采用数字图像相关(DIC)方法得到试件表面的位移和应变场,运用J积分理论和DIC方法得到的变形场计算复合型裂纹尖端的J积分。将DIC方法得到的变形场结果以及运用J积分理论和DIC方法计算得到的J积分结果与有限元结果进行了对比分析。分析结果表明:DIC方法获得的变形场分布特点与有限元结果吻合较好;不同积分路径下的J积分具有守恒性,验证了DIC方法可以有效地计算J积分;相同拉伸位移和复合型裂纹下J积分随角度的增大呈下降趋势,裂纹从0°!45°时J积分值变化较小,裂纹从45°!67. 5°时J积分值有较明显的下降。

关键词：端羟基聚丁二烯推进剂数字图像相关复合型裂纹变形场 J积分

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沥青混合料变形特性

浙江大学学报（工学版） 2015年第9期49卷 1805-1811页

作者：王岚陈刚邢永明胡江三内蒙古工业大学土木工程学院内蒙古呼和浩特010051

采用数字散斑相关技术对橡胶粉(CR)改性沥青混合料和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)改性沥青混合料进行变形场分析,利用Vic-3D图像处理软件对散斑图像进行处理,提取试件表面随着荷载变化的位移场和应变场.通过预切口半圆弯拉实... 详细信息

采用数字散斑相关技术对橡胶粉(CR)改性沥青混合料和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)改性沥青混合料进行变形场分析,利用Vic-3D图像处理软件对散斑图像进行处理,提取试件表面随着荷载变化的位移场和应变场.通过预切口半圆弯拉实验研究沥青混合料的断裂韧性.结果表明:水平位移变化速率和水平应变适用于沥青混合料裂纹性质及断裂特性的分析.在沥青混合料裂纹开裂过程中,开裂时的荷载、最大荷载与最大水平应变对应荷载并非同一荷载值.与SBS改性沥青混合料相比,长期温度老化和冻融循环前后,CR改性沥青混合料都具有更强的抗开裂能力,并且长期温度老化对2种改性沥青混合料影响较大.通过分析断裂韧性指标得到与DSCM实验结果相吻合的开裂特性,验证了DSCM对沥青混合料裂纹研究的适用性.

关键词：沥青混合料数字散斑相关法半圆弯拉实验变形场断裂韧度

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光固化3D打印在复杂裂隙岩体研究中的探索

材料导报 2022年第17期36卷 118-123页

作者：张科叶锦明刘享华昆明理工大学电力工程学院昆明650500 昆明理工大学建筑工程学院昆明650500

由于岩体结构的复杂性,如何重构含裂隙网络的物理模型试件是岩石力学试验研究面临的难题之一。本工作提出了一种基于光固化3D打印技术的裂隙网络类岩石试件制备方法。结合数字图像相关方法对裂隙网络类岩石试件加载过程进行非接触式全... 详细信息

由于岩体结构的复杂性,如何重构含裂隙网络的物理模型试件是岩石力学试验研究面临的难题之一。本工作提出了一种基于光固化3D打印技术的裂隙网络类岩石试件制备方法。结合数字图像相关方法对裂隙网络类岩石试件加载过程进行非接触式全场变形测量,并引入应变场方差这一指标,定量研究了裂隙岩体变形破坏演化规律及前兆异常特征。试验结果表明:采用光固化3D打印技术可实现裂隙岩体的复杂物理模型重构。裂隙网络类岩石试件的变形破坏过程类似于真实裂隙岩体,可划分为压密、弹性变形、裂纹扩展以及峰后阶段,其应力-应变曲线出现峰后多台阶式跌落特征。综合强度参数、峰后力学特征和试验过程中块体弹射现象来看,制备的3D打印试件可用于模拟裂隙硬岩。采用数字图像相关方法可实现裂隙岩体变形场的动态捕捉,其变形破坏过程表现出明显的应变局部化特征。加载过程中应变场方差的演化过程可划分为初始分异、稳定分异、加速分异以及加加速分异阶段。应变场方差在新生裂纹萌生后呈现出持续增长的趋势,而在进入不稳定裂纹扩展阶段后呈现为陡增趋势,可视为两个前兆点。研究成果可为复杂裂隙岩体的物理重构以及失稳预警提供新的思路。

关键词： 3D打印光固化裂隙岩体裂隙网络数字图像相关方法力学特性变形场

进气温度对柴油-天然气双燃料发动机活塞温度及热变形的影响

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内燃机工程 2015年第5期36卷 115-121页

作者：李坤颖肖兵张承维华南理工大学自动化系广州510640

基于ANSYS以WD615高压共轨柴油机为原型机建立了柴油-天然气双燃料发动机活塞温度场及热机耦合下变形场的分析模型。对不同进气温度下活塞温度场、变形场进行了研究,以改善活塞的热负荷及热机耦合下活塞的变形情况。试验结果表明:在标... 详细信息

基于ANSYS以WD615高压共轨柴油机为原型机建立了柴油-天然气双燃料发动机活塞温度场及热机耦合下变形场的分析模型。对不同进气温度下活塞温度场、变形场进行了研究,以改善活塞的热负荷及热机耦合下活塞的变形情况。试验结果表明:在标定工况下,进气温度为375K时,活塞第一环槽的平均温度超过230℃,活塞裙部的变形量超过活塞裙部与缸套间的正常间隙;同时缸内最大压力升高率增加,缸内爆震趋势增大。随着进气温度降低,活塞表面温度、活塞第一环槽的平均温度下降,活塞头部、裙部的变形量减少,活塞的温度及变形量都在合理的范围内,缸内爆震趋势减小。

关键词：内燃机双燃料发动机热机耦合温度场变形场

基于SEM与数字图像相关方法的HTPB推进剂裂尖扩展过程分析

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火炸药学报 2019年第1期42卷 73-78,I0004页

作者：王阳李高春张璇韩永恒李旭 91526部队海军航空大学北京遥感设备研究所 91115部队

为了从细观角度获得端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂裂纹的扩展特性并分析裂纹的细观破坏机理,通过原位扫描电镜(SEM)对HTPB推进剂三点弯试验裂纹尖端损伤及扩展过程进行了观察,获得了不同变形阶段的裂纹扩展变形形貌,并采用数字图像相关方... 详细信息

为了从细观角度获得端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂裂纹的扩展特性并分析裂纹的细观破坏机理,通过原位扫描电镜(SEM)对HTPB推进剂三点弯试验裂纹尖端损伤及扩展过程进行了观察,获得了不同变形阶段的裂纹扩展变形形貌,并采用数字图像相关方法分析了图片序列,获得了推进剂裂纹尖端变形场。结果表明,随着推进剂裂纹的不断张开,当挤压位移达到1mm时,裂尖附近应变极值为0.3474,固体颗粒出现脱湿现象,颗粒周边基体受到了较大的应变作用;当挤压位移为2.5mm时,应变极值达0.4168,颗粒和基体界面产生的微裂纹与主裂纹汇聚导致裂纹的扩展。数字图像相关方法和扫描电镜相结合,可用于推进剂在细观尺度下的变形场测量与裂尖扩展过程的破坏机理分析。

关键词：端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂细观破坏数字图像相关方法变形场

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CW激光辐照薄板热力响应全场测量

强激光与粒子束 2014年第11期26卷 63-67页

作者：黄亿辉袁武宋宏伟黄晨光中国科学院力学研究所流固耦合系统力学重点实验室北京100190

实验研究了CW激光辐照铝合金薄板的热力响应过程,利用三维数字图像相关技术(3D-DIC)结合红外测温系统对整个过程的变形场和温度场实现了全场实时测量。分析了入射激光功率对变形场和温度场的影响,发现变形和温度均随入射激光功率线性增... 详细信息

实验研究了CW激光辐照铝合金薄板的热力响应过程,利用三维数字图像相关技术(3D-DIC)结合红外测温系统对整个过程的变形场和温度场实现了全场实时测量。分析了入射激光功率对变形场和温度场的影响,发现变形和温度均随入射激光功率线性增长。建立了三维有限元模型对实验过程进行模拟,模拟结果与实验结果吻合较好,验证了有限元模型的可靠性。3D-DIC结合红外测温系统可以很好地对激光破坏试验中的靶体变形场和温度场进行实时测量,是一种很有效的实验测量手段。

关键词：激光辐照三维数字图像相关技术红外测温变形场温度场