一种微结构产品多组件拓扑优化设计、加工方法及系统

    公开(公告)号:CN111027150A

    公开(公告)日:2020-04-17

    申请号:CN201911182468.6

    申请日:2019-11-27

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种微结构产品多组件拓扑优化设计、加工方法及系统,构建伪密度设计变量φ和多组件设计向量(μ1,μ2,….,μk,….,μK),以最小化柔顺度为目标函数,考虑材料使用体分比约束、各组件尺寸约束、局部平均密度约束、多组件实体界面和连接部分体积约束;求解目标函数,得到φ,μk的最优取值;根据φ,μk的最优取值,确定设计域Ω内各个位置处是否布置材料,由设计域Ω内布置材料的所有部分组成微结构产品模型。本发明在微结构产品设计过程中,考虑了微结构产品加工过程中加工方法尺寸约束和组件装配连接方式及组件连接部分物理属性,是一种设计制造一体化方法,能够满足复杂产品大构件高精度加工要求。

    一种轨道车辆轮重通过式智能化检测装置及方法

    公开(公告)号:CN107817038A

    公开(公告)日:2018-03-20

    申请号:CN201711003865.3

    申请日:2017-10-24

    Applicant: 中南大学

    CPC classification number: G01G19/047

    Abstract: 本发明公开了一种轨道车辆轮重通过式智能化检测装置及方法,通过称重单元弧形顶面的引导抬升轮缘进行称重,从而使得结构轻巧,安装方便,使用灵活,并通过不同的垫块组合调整轮缘的抬升量,从而满足钢轨和轮对存在磨耗时的使用要求,同时确保轮缘抬升量在安全范围内,充分考虑了车辆轮重的动态特性,采用二级自适应滤波进行轮重动态信号的处理,轮重检测结果误差小,稳定性佳,为保证列车多轮通过条件下轮重检测的实时性和准确性,设计了单片机和PC机二级运算的模式,合理分配计算资源,有效提高轮重动态数据处理速度,在设计时采用三维数字化软件对装置机械结构设计进行建模和有限元分析,确保了结构的强度和可靠性等。

    一种轮轨廓形全生命周期连续四维演化建模方法

    公开(公告)号:CN114840930B

    公开(公告)日:2025-01-07

    申请号:CN202210515405.3

    申请日:2022-05-12

    Applicant: 中南大学

    Inventor: 刘龙 易兵 沈欣

    Abstract: 本发明公开了一种轮轨廓形全生命周期连续四维演化建模方法,包括:基于轮轨设计资料构建标准轮轨离散体素化模型;基于非接触式二维激光位移传感器的不同服役周期内轮轨廓形数据采集;基于多体动力学仿真模型的不同服役周期内轮轨型面磨耗数据预测;将实测轮轨离散廓形数据/轮轨廓形仿真数据映射于标准轮轨离散体素化模型以得到轮轨体素化模型演化速度场;本发明提出的轮轨廓形全生命周期连续四维演化建模方法能够实现服役轮轨全生命周期的物理几何模型的连续演化,提供了轮轨服役过程形态的连续建模方法,能够有效阐释轮轨服役过程廓形演化机理,为轮轨廓形设计、优化等提供理论支撑,提升产品服役过程全生命周期物理性能及服役周期。

    粉末烧结制造及面向粉末烧结制造的拓扑优化设计方法

    公开(公告)号:CN115270217A

    公开(公告)日:2022-11-01

    申请号:CN202210892448.3

    申请日:2022-07-27

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种粉末烧结制造及面向粉末烧结制造的拓扑优化设计方法,本发明提出的面向粉末烧结制造的拓扑优化设计方法能够充分发挥拓扑优化设计的优势;当前对面向粉末烧结制造的产品的进行结构设计时大多基于工程师经验,设计出来的产品的结构性能未达最优,而本申请中前面向粉末烧结制造的产品的结构设计由拓扑优化方案完成,且本发明提出的拓扑优化方案同时包含两相尺寸控制约束和连通性限制约束,经过本拓扑优化方案得到了反向模具的三维模型,反向模具所对应的产品的结构性能大大提升。

    一种物理驱动的轨道车辆轮轨接触点计算方法

    公开(公告)号:CN115186487A

    公开(公告)日:2022-10-14

    申请号:CN202210820901.X

    申请日:2022-07-13

    Applicant: 中南大学

    Inventor: 刘龙 易兵 沈欣

    Abstract: 本发明公开了一种物理驱动的轨道车辆轮轨接触点计算方法,包括:获取轮轨设计资料,并根据轮轨设计资料构建轮轨二维参数化模型的离散表达,以得到离散轮轨几何坐标数据;通过非接触式激光位移传感器采集一个镟修周期的车轮踏面磨耗廓形,采用豪斯多夫距离方法获取不同服役周期内轮轨廓形实测磨耗数据;根据实际服役工况获取车辆系统参数,基于车辆系统参数通过动力学仿真软件获取服役周期内的轮轨廓形演化仿真数据;本发明构建基于单元连接参数化方法的轮轨接触模型,应用卷积操作算子及阶跃函数方法进行离散模型连续化处理,采用移动渐近线方法更新轮轨接触连接参数,从而实现轮轨接触参数的连续优化与精确计算。

    一种微结构产品多组件拓扑优化设计、加工方法及系统

    公开(公告)号:CN111027150B

    公开(公告)日:2021-11-30

    申请号:CN201911182468.6

    申请日:2019-11-27

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种微结构产品多组件拓扑优化设计、加工方法及系统,构建伪密度设计变量φ和多组件设计向量(μ1,μ2,…,μk,…,μK),以最小化柔顺度为目标函数,考虑材料使用体分比约束、各组件尺寸约束、局部平均密度约束、多组件实体界面和连接部分体积约束;求解目标函数,得到φ,μk的最优取值;根据φ,μk的最优取值,确定设计域Ω内各个位置处是否布置材料,由设计域Ω内布置材料的所有部分组成微结构产品模型。本发明在微结构产品设计过程中,考虑了微结构产品加工过程中加工方法尺寸约束和组件装配连接方式及组件连接部分物理属性,是一种设计制造一体化方法,能够满足复杂产品大构件高精度加工要求。

    一种卯榫互锁连接的多组件结构拓扑优化方法及系统

    公开(公告)号:CN112883619A

    公开(公告)日:2021-06-01

    申请号:CN202110245863.5

    申请日:2021-03-05

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明提供一种卯榫互锁连接的多组件结构拓扑优化方法及系统,方法包括:获取预设工况条件下第一组件结构和/或第二组件结构的三维实体模型以及材料力学参数;对三维实体模型进行接口处均为卯榫结构联锁的拆解分割,得到拆解模型;基于固体各向同性材料惩罚模型对拆解模型进行拓扑优化,以得到优化后的第一组件结构和/或第二组件结构;判断优化后的第一组件结构和/或第二组件结构是否通过预设的力学性能检验;对优化后的第一组件结构和/或组件第二结构进行实际加工检验;确定优化后的第一组件结构和/或组件第二结构为目标结构。本发明可以将一个实体模型经拓扑优化和计算分析转化为镂空模型,实现轻量化,高效化,节能化的工程要求。

    一种基于SDF的长大货物铁路运输智能辅助选线方法

    公开(公告)号:CN110032800B

    公开(公告)日:2021-03-16

    申请号:CN201910299631.0

    申请日:2019-04-15

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于SDF的长大货物铁路运输智能辅助选线方法,首先获取铁路沿线地段的真实环境点云;然后,构建装载长大货物的货车的AABB包围盒;再对AABB包围盒进行体素化处理,计算各个体素顶点到货车包络模型的有向距离场值;最后,将真实环境点云和AABB包围盒置于同一坐标系下,并判断各个环境点相对于AABB包围盒的位置,若在AABB包围盒内,则基于其所在体素各个顶点的有向距离场值,计算该环境点的有向距离场值;根据计算得到的有向距离场值的符号判断各个环境点与货车包络模型的限界关系,从而判断装载长大货物的货车能够通过该铁路沿线地段。本发明大幅度降低长大货物铁路运输选线成本,提高了检测精度。

    智能架子鼓音效系统及其实现方法

    公开(公告)号:CN106782469B

    公开(公告)日:2020-12-01

    申请号:CN201611028999.6

    申请日:2016-11-19

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 一种智能架子鼓音效系统及其实现方法,包括装于模拟鼓棒中的微处理器、与微处理器连接的传感器和气压计,所述微处理器通过蓝牙与上位机连接,其中:传感器和气压计用于捕捉用户使用鼓棒时的姿态变化数据;微处理器用于对采集的姿态变化数据进行处理,整合两个鼓棒数据并进行数据分析;蓝牙模块用于实现与上位机的通信。音效实现方法包括步骤S1,数据采集和处理;步骤S2,进行姿态分析敲击方向和高度;步骤S3,依据敲击方向和高度执行发声函数,返回步骤S1。其优点是使架子鼓音乐系统变成体积小、成本低的乐器,提供给架子鼓爱好者或者没有足够空间摆放真实架子鼓的场合。迎合架子鼓发展市场的需要。

    一种基于SDF的长大货物铁路运输智能辅助选线方法

    公开(公告)号:CN110032800A

    公开(公告)日:2019-07-19

    申请号:CN201910299631.0

    申请日:2019-04-15

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于SDF的长大货物铁路运输智能辅助选线方法,首先获取铁路沿线地段的真实环境点云;然后,构建装载长大货物的货车的AABB包围盒;再对AABB包围盒进行体素化处理,计算各个体素顶点到货车包络模型的有向距离场值;最后,将真实环境点云和AABB包围盒置于同一坐标系下,并判断各个环境点相对于AABB包围盒的位置,若在AABB包围盒内,则基于其所在体素各个顶点的有向距离场值,计算该环境点的有向距离场值;根据计算得到的有向距离场值的符号判断各个环境点与货车包络模型的限界关系,从而判断装载长大货物的货车能够通过该铁路沿线地段。本发明大幅度降低长大货物铁路运输选线成本,提高了检测精度。

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