三維掃描助力鋼構(gòu)件初始幾何缺陷的研究

      初始幾何缺陷會(huì)顯著影響鋼構(gòu)件的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，傳統(tǒng)的建模方法只考慮了缺陷的幅度，這可能會(huì)導(dǎo)致結(jié)果不可靠。

      研究團(tuán)隊(duì)提出了一種獲得鋼構(gòu)件全填充初始幾何缺陷的新方法和建模技術(shù)，采用手持三維激光掃描儀生成三維點(diǎn)云模型，并利用開發(fā)了數(shù)據(jù)處理算法（3D Pr.）計(jì)算機(jī)軟件，將三維點(diǎn)云模型轉(zhuǎn)換為實(shí)際的數(shù)字幾何模型。

      之后，這些幾何模型可以直接導(dǎo)入到通用有限元軟件中。與傳統(tǒng)建模方法相比，新建模方法的計(jì)算效率可提高9.09%。

      結(jié)果表明，本研究提出的新型建模方法能夠較近地預(yù)測(cè)鋼構(gòu)件的初始幾何缺陷。

      鋼結(jié)構(gòu)初始幾何缺陷是影響構(gòu)件性能，施工安裝的重要因素，傳統(tǒng)測(cè)量手段存在效率不高，數(shù)據(jù)不全，精度不足等問題。

      研究團(tuán)隊(duì)采用了先臨天遠(yuǎn)激光手持三維掃描儀，高效、準(zhǔn)確地獲取構(gòu)件完整三維數(shù)據(jù)，再配合研究團(tuán)隊(duì)自編軟件BCModeler，快速準(zhǔn)確得到鋼構(gòu)件的整體和局部初始幾何缺陷。

      同時(shí)，基于此項(xiàng)技術(shù)，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)：給鋼柱的兩側(cè)繃上預(yù)應(yīng)力可以減小幾何初始缺陷。

三維掃描技術(shù)在分析橋梁纜索高強(qiáng)鋼絲均勻腐蝕及點(diǎn)蝕的規(guī)律中的作用

      研究團(tuán)隊(duì)為了研究橋梁纜索高強(qiáng)鋼絲均勻腐蝕及點(diǎn)蝕的規(guī)律，采用酸性鹽霧試驗(yàn)制作了6種共30根不同腐蝕程度的鋼絲試件，并通過先臨天遠(yuǎn)OptimScan 5M（原OKIO系列）各鋼絲完整三維形態(tài)的準(zhǔn)確測(cè)量，結(jié)合質(zhì)量分析，得到腐蝕高強(qiáng)鋼絲均勻腐蝕深度、點(diǎn)蝕深度的演變規(guī)律。

      研發(fā)團(tuán)隊(duì)基于該項(xiàng)研究，建立了均勻腐蝕深度與最大點(diǎn)蝕深度的預(yù)測(cè)模型，并運(yùn)用于具體實(shí)橋分析預(yù)測(cè)中。

三維掃描儀幫助分析膠粉粒徑和百分比對(duì)降低軌道道砟降解的影響

      更高的速度、更多的貨物和頻繁的維護(hù)會(huì)增加道砟劣化并縮短道砟的使用壽命。

      為了減少道砟降解，研究人員針對(duì)碎橡膠 （CR） 粒徑和百分比對(duì)鎮(zhèn)流器降解減少的影響展開了探索，并提出了最佳的 CR 粒徑和百分比。

      使用洛杉磯磨損 （LAA） 測(cè)試生成劣化的道砟顆粒，并通過 3D 圖像分析評(píng)估道砟降解。結(jié)果表明，使用 CR 是集中處理道砟降解的有效方法，為鐵路工程提供了廢橡膠的主要應(yīng)用。

      在此過程中，先臨天遠(yuǎn)的FreeScan系列三維掃描儀通過同時(shí)掃描許多粒子可以有效地獲得3D鎮(zhèn)流器圖像，滿足了以高精度和穩(wěn)定性對(duì)鎮(zhèn)流器顆粒進(jìn)行靈活和連續(xù)掃描的需要。

通過三維掃描技術(shù)對(duì)氣力推進(jìn)艇螺旋槳葉片進(jìn)行逆向建模及誤差分析

      對(duì)于某些外形輪廓復(fù)雜的零件，其結(jié)構(gòu)尺寸難以通過測(cè)量得到時(shí)，可通過逆向工程技術(shù)對(duì)零件進(jìn)行再制造。

      團(tuán)隊(duì)以氣力推進(jìn)艇螺旋槳葉片的模型重建及誤差分析為研究?jī)?nèi)容，采用逆向工程技術(shù)，通過使用先臨天遠(yuǎn)的非接觸式三維掃描儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，基于Geomagic軟件進(jìn)行模型重建和誤差分析。

      結(jié)果表明：總體平均誤差為-0.007mm，滿足偏差為±0.1mm的設(shè)計(jì)要求；主要截面弦長平均誤差為0.504mm，即在上下兩曲面交界處的輪廓線提取時(shí)存在誤差。

通過三維掃描儀獲取水射流沖擊下再生混凝土斷面形貌特征并進(jìn)行分析

      再生混凝土斷面粗糙度直接影響新舊混凝土構(gòu)件的界面連接性能，基于此考慮，團(tuán)隊(duì)開展了高壓磨料水射流拆除混凝土舊建筑物的試驗(yàn)研究，提出了一種基于三維掃描數(shù)據(jù)在宏觀層面定量分析混凝土斷面粗糙度的簡(jiǎn)單計(jì)算方法，對(duì)比分析了水射流沖擊下普通混凝土和加速老化混凝土的斷面形貌特征。

      使用先臨天遠(yuǎn)提供的高精度三維掃描儀，數(shù)據(jù)采集傳感器采用500萬像素的高速、高精密工業(yè)級(jí)相機(jī)，高速掃描、單幅測(cè)量時(shí)間小于1.5s，單濕潤(20℃)面測(cè)量范圍可控地設(shè)置為400 mm×300 mm~200mm×50mm，測(cè)量精度為0.015~0.008mm，平均采樣點(diǎn)距為0.16~0.04mm，這足以獲得完整的水射流沖擊下混凝土斷面的宏觀形貌特征。

三維掃描儀技術(shù)助力沙灘車動(dòng)力總成慣性參數(shù)辨識(shí)

      為獲取沙灘車（ATV）動(dòng)力總成慣性參數(shù)，對(duì)沙灘車動(dòng)力總成進(jìn)行了慣性參數(shù)辨識(shí)試驗(yàn)。

      沙灘車動(dòng)力總成結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳統(tǒng)測(cè)量方式難以獲取準(zhǔn)確的激勵(lì)點(diǎn)、響應(yīng)點(diǎn)坐標(biāo)，通過使用先臨天遠(yuǎn)的FreeScan系列手持式三維掃描儀可以進(jìn)行精準(zhǔn)、高效的測(cè)量，該掃描儀為了獲取更高的掃描速率和掃描精度，采用雙線掃描技術(shù)。

      利用質(zhì)量線法計(jì)算了沙灘車動(dòng)力總成慣性參數(shù)。為研究激勵(lì)點(diǎn)數(shù)量對(duì)沙灘車動(dòng)力總成慣性參數(shù)的影響，對(duì)比了不同數(shù)量激勵(lì)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的沙灘車動(dòng)力總成慣性參數(shù)。