复合材料C型梁成型后会产生回弹变形,利用扫描数据进行变形量计算与分析容易产生错误匹配,导致无法准确描述与评估实际变形量。鉴于此,提出一种基于腹板区与对称面特征不变的C型梁点云配准与变形量检测方法。根据C型梁变形特性对回弹变形进行量化描述,给出变形量计算方法。采用主成分分析和迭代最近点算法提取C型梁的对称平面以求取C型梁的对称度,结合小变形的腹板区点云约束以实现测量数据与模型数据的配准,获得C型梁的整体变形分布。构建具有回弹变形的C型梁模拟点云,采用所提算法进行变形量计算。结果表明,所提算法可以实现变形量的计算,最大回弹变形量相对误差为0.0461%,变形量与模拟设定值相符,实现C型梁变形量的检测。

飞机蒙皮表面平缓、光滑、特征少,在使用迭代最近点进行数模配准时会产生错位、局部最小值等问题,因此提出了一种基于轮廓约束的蒙皮点云配准方法。首先定义一种新的三维轮廓Cκ特征点描述方法,并基于距离约束对初始Cκ特征点进行聚类和过滤,实现对蒙皮点云特征的精确描述。其次,基于距离的快速点特征直方图(FPFH-d)特征相似度约束,寻找点云和数模特征点的对应点对,实现蒙皮轮廓的初始配准。最终基于迭代最近点算法,融合Cκ特征描述的轮廓约束,实现蒙皮的精配准。利用斯坦福公共数据库点云对算法的速度和精度进行测试,与点快速直方图算法(FPFH-SAC-IA)相比,初始配准精度分别提高了48.47%和77.29%,速度分别提高了70.35%和97.08%,证明了Cκ特征点提取算法的普适性和有效性。基于以上算法,对飞机蒙皮测量数据进行实验验证,配准准确度达到了100%,在12 m 3范围内全局误差优于3.5 mm。该方法有效解决了蒙皮配准时的错位和局部最小值问题。

为提高标定精度,提出一种基于直线空间变换的光平面标定方法。首先利用互相关模板与5点滑动平均法提取激光条纹中心,然后采用正交回归法拟合图像中的光条直线方程。通过平面单应性变换获得靶标面光条直线方程,进一步再将靶标坐标系中的直线方程转换成Plücker矩阵形式。根据位姿转换关系得到相机坐标系下的直线方程,并建立超静定线面共面约束方程组,使用奇异值分解(SVD)求解光平面方程参数。所提方法测量的标准台阶块长度方均根(RMS)为0.065mm,平均误差小于0.030mm,圆柱直径的测量平均误差与RMS小于0.050mm。结果表明,利用光条自身整体信息拟合光平面,所提方法可实现较高的标定精度且标定过程简单,同时避免对每个特征点进行单独求解。

针对非对称性销孔的镗削加工，研究了用于高负荷孔精密镗削装置的超磁致伸缩致动器(GMA)的相关控制。考虑GMA的迟滞非线性,分析了准静态改进型Prandtl-Ishlinskii(P-I)模型的数学机理; 为提高其动态适用频域和控制精度，提出了结合相角前馈补偿的动态改进型P-I模型，获得了满意的控制效果。结合PID反馈控制搭建的闭环控制实验结果显示，GMA 的迟滞非线性由补偿前的14.5 %～67.2 %减小到1.5%～4.3%，有效降低了迟滞系统的非线性误差。在此基础上进行了椭圆销孔试镗削实验，结果显示其椭圆度均符合图纸要求，验证了补偿方法的正确性。本文的研究为实现高负荷异形孔的精密加工提供了新方法。

研究了CdTe量子点对体外培养小鼠卵巢颗粒细胞的毒性。采用荧光光度计测量了该量子点在DMEM培养基、M1640培养基和磷酸盐缓冲液中的光谱稳定性，分别利用Hoechst32258染色和CCK-8试剂对量子点处理颗粒细胞的凋亡情况和存活率进行检测。结果表明量子点在DMEM培养基中稳定性比其他溶液好，24 h内量子点的发射峰波长无明显偏移，荧光强度仅下降9.8%；Hoechst32258凋亡染色发现细胞核凋亡量随着量子点浓度的升高而增加，CCK-8检测也得到一致的结论。该研究表明，在低浓度下量子点对颗粒细胞的形态、功能无影响，随着量子点在颗粒细胞质中蓄积量的增加，颗粒细胞凋亡率也明显升高。本研究为量子点在活体研究中的安全应用提供了生殖毒性参考。

利用水相法制备CdTe量子点，在不同细胞培养基及不同pH值环境中对其进行了稳定性表征，研究了量子点对HeLa细胞增殖抑制率的影响，而后利用耦联转铁蛋白的量子点对HeLa细胞进行了靶向性标记，最后将量子点与葡聚糖耦联，通过透明背脊皮翼视窗观察其在血管内的动态过程。结果表明：合成的量子点发射谱峰值为660 nm，在DMEM和M1640细胞培养基中具有良好稳定性，当缓冲液pH值由5升高到13时，量子点荧光强度先升高后下降；量子点浓度为13 μg/mL时，HeLa细胞存活率高于80%；耦联转铁蛋白的量子点对HeLa细胞靶向作用明显；可观察到耦联葡聚糖的量子点在小鼠血管中的动态运动。该研究表明合成的量子点可成功用于活体成像。