激光3D扫描技术在曲轴锻件检测上的应用

本文分析了曲轴锻件检验工艺,介绍了一种更直观、精度和效率更高的锻件检验方法,通过理论设计数模和实物3D扫描数模进行最佳拟合,检测出实际锻件与设计存在的差异,实现快速、准确检验。     

基于叶片形态的毛竹单叶叶面积模型

【目的】毛竹叶片小、易卷曲的特点增加了叶面积测量的难度和测量误差,本研究旨在建立快速、便捷、准确测量毛竹叶片面积的模型。【方法】采集7个省份的毛竹叶片,对毛竹叶片形态进行分类,利用叶长、叶宽数据和扫描所得实际叶面积进行建模,并采用均方根误差、卡方、赤池信息量准则和预测精度检验模型的精度,同时与叶面积仪测定结果进行精度比较。【结果】1)根据长宽比,毛竹叶片可以分为3类,分别是类三角形叶片(长宽比≤7.2)、长椭圆叶片(7.2长宽比≤8.3)和细长条叶片(长宽比8.3); 2)对毛竹叶面积和叶形态学指标的相关分析显示,叶片长度与宽度的积对叶面积影响最大,相关系数为0.993; 3)建立以叶片长宽积为自变量的叶形分类拟合模型,其决定系数为0.990 1、均方根误差为0.159 6、卡方值为10.368 1、赤池信息量准则为-6 317.10、预测精度为97.73%,其预测结果最佳,优于叶形不分类的整体拟合和叶面积仪测量结果。【结论】基于叶片形态分类的毛竹叶面积拟合模型仅需测定叶片的长和宽,便可准确预测叶片面积,其精度不但优于叶面积仪与整体拟合结果,而且测量过程快速、便捷。该模型可解决长期困扰的毛竹叶片面积测量难题。     

热风干燥过程中山药水分状态的变化研究

为了解山药的水分赋存状态的变化，以襄阳道地山药为材料，分别在60、70、80、90、100 ℃条件下进行热风干燥，采用低场核磁共振（LF-NMR）和差式量热扫描（DSC）技术，每隔15 min测定山药在热风干燥过程中的水分状态及迁移规律。结果表明，在60~90 ℃条件下，温度越高，干基含水率的降速越快。山药的T2弛豫图谱有3个较为明显的吸收峰，随干燥进程的延续，各峰面积均明显减少，其中自由水所在峰的面积降幅最大，表明干燥过程中自由水散失最多，而且自由水逐渐向半结合水和结合水迁移，冷冻峰和解冻峰也随之变小。但在100 ℃下干燥时，样品可能因表面板结导致干基含水率、低场核磁吸收峰升高，冷冻和解冻峰面积增加。因此，在实际干燥过程中，山药的热风干燥温度不宜高至100 ℃。     

增湿条件下泾阳南塬马兰黄土孔隙率变化研究

研究泾阳南塬原状马兰黄土孔隙率在增湿前后的变化特征,为黄土湿陷机理孔隙参数的确定提供一种依据。利用影像分析软件对扫描电子显微镜下获得的泾阳南塬原状马兰黄土增湿前后同一位置的微观影像进行二值化处理,并对马兰黄土中的不同类型的孔隙进行统计、对比、分析。结果表明增湿后架空结构破坏导致的大孔隙减少是马兰黄土发生湿陷的主要原因,并且这种湿陷会在下次孔隙变化时再次体现。将影像分析软件和电镜扫描技术相结合能够快速的分析黄土微观结构并获得相关孔隙参数。     

蔬菜幼苗叶面积快速测定方法筛选与优化

为得到一种快速且准确测定蔬菜幼苗叶面积的方法,以番茄幼苗为试材,以方格法为对照,研究扫描分析法、叶面积仪法、打孔称重法测定叶面积的准确性、精确性与测定速度,然后采用黄瓜、辣椒叶片及纸片的面积对测定结果进行验证,最后基于不同扫描分辨率对筛选出的方法进行优化。结果表明,相比叶面积仪法和打孔称重法,扫描分析法测定结果更接近真实值,且精度更高,用时更短。扫描分析法不同分辨率下测定结果无显著差异,且扫描分辨率越低所需测定时间越短。扫描分辨率50 dpi下的扫描分析法可作为一种快速准确测定蔬菜幼苗叶面积的方法。     

面向数控加工系统的3D打印切片算法与分区扫描策略

为实现大型农机零部件的快速修复与更换,该文针对3D打印协同数控成形大型零件中的折线拐点金属过堆积、工件翘曲变形、层厚难以实时调整等问题,提出数控系统与电子束成形相结合的3D打印切片算法与分区扫描策略。为提高切片速度,实现成形过程中的层厚实时调整,采用反向光线追踪算法对三维模型渲染切片,通过MS(marching squares)算法提取二值图像的坐标序列,快速获取指定层的轮廓坐标;为避免成形过程中电子枪运行速度不均匀引起的金属过堆积现象,选用B样条基函数对轮廓数据进行曲线插值,结合数控系统的曲线插补命令,实现恒定线速度成形。针对大型零件在成形过程中的变形问题,采用六边形分区与平行线变角度扫描技术,根据各分区图案的形心欧式距离规划扫描顺序,实现变形控制。结果表明:采用非均匀有理B样条曲线和直线分段插值后,拟合曲线对原始多重曲面截线的逼近误差范围与切片数据相比减少了30%。选用网格数量为1 483 132的STL(stereolithography)模型进行效率测试,该算法切片用时90 s,与商用软件Magics15.01切片相比用时减少了34.6%,与开源软件Cura15.06切片相比用时减少了31.4%,研究结果可为大型零件成形过程中的层厚动态调整及变形控制等提供新的思路。     

土壤大孔隙研究的问题及展望

土壤大孔隙是目前多领域研究重点,其引起的优先流现象会对生态环境产生重要影响。根据土壤大孔隙研究现状,总结了目前大孔隙研究的问题,并对未来发展方向进行展望,以期为土壤大孔隙及优先流研究的发展提供参考。     

微观尺度下黄土多级湿陷性研究

[目的]验证黄土多级湿陷性以及探究微观尺度下黄土的湿陷变形方式,为黄土的湿陷变形机理研究提供科学依据。[方法]分别设计、实施了室内循环加水湿陷试验和相同样品增湿前后微观结构观察试验,并分别对湿陷数据与扫描电镜影像进行分析和对比。[结果]湿陷数据表明,在黄土达到一次湿陷稳定以及去水稳定后,在装置内再次加水会导致试样再次发生明显形变,而黄土的微观结构在湿陷过程中发生了溶解、移动、重组三种变形方式。[结论]黄土结构这种破坏—重组—破坏的动态循环过程是黄土能够发生多级湿陷的内在原因。     

洋槐蜜和椴树蜜结晶前后的主要物质组成和热力学性质变化研究

为实现对不同类型蜂蜜的特征和质量的科学评价，测定了不同蜜源(洋槐蜜和椴树蜜)和不同结晶状态蜂蜜的主要成分，并利用差示扫描量热技术分析了其热力学性质。结果表明：无论结晶与否，不同蜜源蜂蜜中的葡萄糖和果糖含量均差异显著。相对于椴树蜜样品，洋槐蜜样品的水分活度可能更不利于酵母菌的滋生。玻璃转化温度、放热峰峰温和放热峰焓变等热力学参数，对于区分不同的蜂蜜样品较为灵敏。蜂蜜样品的热力学性质主要受到结晶状态的影响，而与蜜源特征相关性较小。基于以上结果，及时监测蜂蜜的水分活度有助于控制微生物(尤其是酵母菌)的滋生。通过测定蜂蜜的玻璃转化温度、放热峰峰温和放热峰焓变等指标，可以预测蜂蜜的结晶程度。     

灰茶尺蠖触角感器的扫描电镜观察

使用扫描电子显微镜对灰茶尺蠖Ectropis grisescens成虫触角感器的种类、形态和分布进行了观察。结果表明:灰茶尺蠖触角上主要存在3种感器,分别为毛形感器(sensilla trichodea, ST)、刺形感器(sensilla chaetica, SC)和栓锥形感器(sensilla styloconica, SS)。感器的种类和分布在雌雄成虫触角上没有差异。