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第一篇论文摘要:计算机辅助设计技术在机械设计中的应用探讨

计算机辅助设计的出现为机械制造行业带来了新的革命,不仅改善了产品设计的精度,还缩短了产品开发周期,从而创造出高效、安全的产品.本文从计算机辅助设计的发展状况说明计算机辅助设计的重要性,再以逆向工程技术中CAD的应用、汽车覆盖件模具的设计为例,探讨计算机辅助设计在机械设计中的应用情况.

第二篇摘要范文:BIM技术在计算机辅助建筑设计中的应用初探

当前,随着信息技术的飞速发展与互联网的全球化,人类处理信息和交换各类信息的能力与速度都有了很大的提高,并在飞速地向前发展.数字化技术作为信息时代的重要工具也得到了长足的进步.

在计算机辅助建筑设计(Computer Aided Architectural Design ,简称CAAD)领域,目前占据主导地位的2D CAAD技术及其应用系统已经无法满足信息化社会的需要.中国建筑业面临着双重挑战,不仅有世界建筑业普遍存在的产业效率危机,而且还有要向节能型绿色建筑生命周期模式迅速转变的紧迫而巨大的压力.

日新月异的计算机技术和信息技术不仅给设计的精度和深度带来了更高的要求,也提供了更加先进的工具和方法.如何充分利用发达的软硬件技术,顺应CAAD领域的发展趋势,采用国际上最先进的技术手段和软件工具,提升我国的建筑设计水平,推动整个建筑业生产力的提高,从而提高社会经济效益,已成为一个亟待解决的问题.

在建筑设计中,基于“建筑信息模型”(Building Information Model,简称BIM)技术的应用系统可以创建出包含大量真实建筑信息的虚拟建筑模型.该模型包含了大量建筑材料和建筑构造、工艺等信息,包含了建造一个建筑所需要的所有组成部分.它是一个包含了建筑所有信息的综合数据库,这个数据库不仅可以用于建筑设计,还可以用于结构设计、设备管理、工程量统计、成本计算、物业管理等,可以在整个建筑业中发挥作用,管理建筑生命周期的全部信息.

本文以“BIM技术在计算机辅助建筑设计中的应用”作为探讨和研究的方向,从建筑技术的角度出发,对当前CAAD应用中的最新技术BIM进行理论上的研究和实践中的探索.同时,本文着重以计算机辅助建筑节能设计为例,为BIM技术在建筑节能设计中的具体应用提供行之有效的理论、过程、方法及技术手段,为实际应用提供参考.

第三篇计算机辅助设计论文摘要:计算机辅助风景园林规划设计策略研究

研究论文根据研究的次序分为两个部分,第一部分主要研究当前计算机辅助规划设计三个方面的内容:以参数模型构建的方式主导设计过程,作为过程的空间分析以及基于计算机模拟的生态环境分析技术报告,并根据各自领域的发展情况分别阐述辅助规划设计的基本流程.在模型构建部分阐述使用Python语言以及节点可视化编程语言Grasshopper构建参数化模型的方法,同时阐述如何从生态分析、结构分析、动力学以及地理信息系统协同规划设计;作为过程的空间分析主要是从目前地理信息系统辅助规划设计的角度出发,论述如何借助地理信息系统从数据的角度出发,系统的辅助规划整个流程的方法,包括场地现状信息数据录入与基本分析,如何在基础数据之上进行各类统计分析以及服务区、网络结构分析和专题图叠合方法,提出了系统借助于地理信息系统辅助规划的方式;在以对建筑环境生态模拟控制与优化设计的过程中,根据目前计算机在生态分析领域所能够达到分析的程度,从气象数据分析、热环境、风环境、水环境、光环境等方面提出基于计算机模拟的生态环境分析技术报告,形成对于场地前期分析、过程分析以及设计后分析比较的一般生态分析内容.基于目前计算机辅助风景园林规划所能够实现的方面,很难将三个方面作为一个统一的系统处理,但是同为辅助规划设计的内容,三者之间互相嵌合、互相影响,因此提出复合的计算机辅助设计策略,将三个方面能够辅助规划设计的内容梳理成表,任何项目可以首先根据分析表选择适合的分析项目,再根据分析内容和项目情况搭建辅助规划设计的流程.

基于对目前计算机辅助风景园林规划设计内容的梳理,在第二部分提出基于编程的逻辑构建过程设计研究的方法.将编程的方法带入到规划设计领域,并以逻辑构建的过程阐述如何创造性地改变传统设计过程的方法,提出设计技术解决的途径,定义基于编程的逻辑构建过程设计研究的概念和内容,阐述编程、参数化以及与设计之间的关系,编程是参数化的实质,参数化是编程辅助设计应用的一个分支,设计参数化的目的往往是构建由参数控制形态的有机体,而基于编程的逻辑构建过程包括参数化的方法,包括各类设计过程中能够借助于编程解决的问题,从更广阔的角度阐述设计方法的变革;根据基于编程的逻辑构建过程设计方法,从形式模块逻辑构建阐述改善道路设计、置石设计、种植设计以及地形设计过程的体验,系统论述智能化自然地形衍化的方法,借助于由设计者编写的程序创造一套适合于不同设计者本人设计过程的方法;并进一步探讨基于逻辑构建过程古建筑营造方式的研究,如何从传统静态的研究方式转变为动态的研究方法,从清《工程做法》斗口制参数关系的设定,到斗拱模型关系的构建以及依据举折之制建立的截面和最后的建筑整体木构架,从编程的角度构建古建筑构件的关系,并把这种关系作为数据处理的核心更加有利于不同形制古建筑的研究;基于编程的逻辑构建过程是一套设计研究的方法,不是某一专门领域的产物,因此古建筑的研究只是其可以发挥作用的一个方面,同时也以逻辑构建的过程探索未知的形态领域,阐述工业机器人逆向形式探索的程序编写方法,以及基于其它学科研究系统在规划设计领域的应用探索,例如动力学作为逻辑构建过程形式研究的一种途径和折叠的程序;并进一步阐述动态的数据关联,解决风景园林规划区域尺度变化幅度大的条件下,如何借助于地理信息数据分析的方法,基于数据层面将区域规划分析与地块设计进行整合.

论文研究的核心是基于编程的逻辑构建过程,第一部分是第二部分研究的基础,不管是纯粹的参数化、地理信息系统分析,还是生态分析技术,任何具有计算机数据属性的内容,都可以作为编程的基础数据,那么不管是设计几何还是设计分析都可以从基于编程的逻辑构建过程探索新的设计过程的方法.

第四篇计算机辅助设计论文摘要模板:*原石计算机辅助设计系统的研究

*具有优秀的光学特性和物理特性,摩氏硬度达到天然矿物的最高等级10,折射率为2.417左右,色散值高达0.044.这些物理特性,让*成为了当之无愧的宝石之王.但是,*并不是一开采出来就展示了其全部的美丽,只有经过琢磨加工的*,才能完全展示出它的特征,实现*所特有的亮光、火彩与闪烁.

*的开采和加工历史久远,最早始于印度,大约在14世纪传入欧洲的威尼斯、布鲁日、佛兰德、安特卫普等地.在不同时期、不同的区域,*的加工方式也从纯手工到机械化、自动化,逐渐的变迁.但不论是哪个时期,*加工的基本原理都是类似的,即用*琢磨加工*,通常有磨、劈、锯、车等工艺过程.

*原石的设计是*加工流程中最为重要的一个环节,它关系到一枚*原石的最终产出成品质量.传统工艺流程中通过人工的方式对*原石进行设计,虽然简单可行,但是,这一工序不仅需要经验丰富的师傅,也会由于师傅的微小差异而导致*成品率的下降.“*原石计算机辅助设计系统”借助于计算机的三维图像、高速运算和高准确度,更加直观地观察设计的效果,计算出成品率,判别设计的优劣,从而提高*原石设计的效率,对*的加工生产具有重要的意义,受到*加工业的欢迎.目前,国际上只有少数机构,如以色列的Sarin,美国的OGI,掌握了*原石计算机辅助设计的技术,我国的*加工企业只能通过高昂的代价进口引进使用,制约了我国*加工业的发展.

1.传统*加工工艺流程的局限与不足.

*原石的形态通常都是近似的八面体或者其他不规则形状,在八面体方向({1,1,1})有完全解理发育,对*原石的设计,涵盖了切割面方向设计、切割数量设计、成品*琢型选择、包裹体位置、避开解理面等多重复杂因素的考量.在传统的*加工工艺中,人们通过加工者的丰富经验,借助简单的工具,对*原石进行切割方案的设计,并手工在*上做设计标线来指示原石的劈开方向、台面位置、包括体位置等,然后再进入后续的加工环节.

因几乎完全依赖于人们的经验,即便是经验十分丰富的切磨工匠,在面对一枚形状不规则的*原石的时候,仍然不可避免的会产生较高的损耗比例.其次,对于一些形状规则的晶体,如生长较好的八面体,经验丰富的工匠尚可以在较短的时间内完成方案设计,但对于较大的晶体,或者形状较为不规则的晶体,则需要工匠反复的研究和设计,甚至是制作1:1的晶体模型来模拟后续的切磨流程,其过程非常的冗长.此外,不同方案之间难以比较:虽然在设计阶段可以产生多套切割设计方案,但最终只能选择一种方案来实施.一种方案的最终效果,只有在后续加工流程全部完成之后,才可通过4c分级等评估模式进行可量化的衡量,因而无法对其他未被采用的设计方案进行横向比较.

此外传统*加工流程还存在成本过高的问题:因设计流程的限制,需要较多的工人工作较长的时间,因此所需要的人工成本很高;受计算精度和人工经验不足的限制,造成的损耗率相对较高,进而增加了成品*所附加的原始成本.

2.*原石计算机辅助设计系统的国内外研究现状:

近年来以计算机技术为代表的高科技新技术发展迅速,一些新的方法与设备逐渐被引入到了宝石加工的环节当中来.*作为宝石之王,自然备受关注,不论是*的鉴定、评估、研究,还是加工与开采,都能看到新型设备以及现代技术的身影.“*原石计算机辅助设计系统”是一种计算机辅助设计(Computer-Aided Design,CAD)系统,它发挥了计算机高运算速度、高计算精度的特点,自动、精确的构建*原石的三维模型,并能快速辅助设计者设计出符合工业生产要求以及成品价值最大的切割方案.作为一种方便有效的设计手段,*原石的计算机辅助设计激发了珠宝行业的研究兴趣,并在以色列、美国等国家率先研发出了适合工业应用的产品,这些产品有些已经在珠宝行业内得到了应用,如OGI公司Scanox Marker HD和以色列Sarin公司的设备",DiaExpert",等.而国内由于计算机技术和宝石学研究的起步都较晚,近年来仍然没有在原石的计算机辅助设计上进行相关的科学研究.目前国外虽然已有相对成熟产品出现,但在测量精度、使用方便性上仍然有一定的不足和改进空间.


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3.对*原石的快速三维重建进行的研究:

三维重建是*原石计算机辅助设计的核心功能,需要首先对*原石进行高精度、高速度的三维重建之后,才可对其进行计算机辅助设计.三维重建虽然在医学cT扫描、文物扫描等其他学科领域有了成熟和广泛的应用,但在宝石学研究方向上,却没有针对宝石研究特点而开发的三维重建方式.作者对*原石的特点进行了广泛的研究分析,针对*原石对三维重建的方式进行了优化与重构的研究:

首先研究了基于windows.net平台下的图形学程序模块,并用C#语言开发了基本的图形程序库;引入C#平台下的OpenGL库CSGL并对其进行了拓展与封装.本课题的三维显示部分均是使用拓展的CSGL类库.

研究了基于面识别的三维重建方法.介绍了半边数据结构以及以半边数据结构为基础的三维模型表现方法,并编写了多面体欧拉操作的程序,用于快速构建三维模型.介绍了自主研发的转台图像采集平台以及用该平台实现关键面的自动识别方法,并结合半边数据结构,编写了基于面试识别的三维重建模块.

研究了非多面体(即*原石等不规则物体)的三维重建方法:主要通过DEXEL射线数据结构来存储物体的三维空间信息;介绍了DEXEL数据结构的优点与特点,编写了DEXEL射线模块的程序代码,包含DEXEL三维模型的布尔运算函数、DEXEL射线的三维模型数据累DexelData, DEXEL射线与普通多面体的相交算法、DEXEL射线sTL格式的相互转换问题等.以及与此相关的辅助运算模块;研究了通过转台图像采集平台进行图像的采集与分析;研究出针对*晶体形态特点的“隧道”包围三维重建的方法,并运用于基于DEXEL射线数据结构的三维模型中,实现对*原石的计算机快速三维重建.

4.基于约束条件下的*原石最优切割方案算法:

成品*与*原石虽然都是多面体,但因成品*所具有的对称性要素,以及*原石加工流程中的一些经验原理,论文对约束条件进行了分析、总结与汇总,并对各个条件数字化和公式化,使其在程序运算过程中作为降低运算自由度的要素出现,减少计算机处理器(CPU)的工作运行时间,提升运算效率.

*的晶体主要分为:规则晶型、变形晶型、劈理晶型、双晶、薄片、六边形等几大类,在实际加工过程中,遇到的大多数晶体都是八面体或者其他规则晶型,以及一部分的随形*晶体块.这些主要的形态,绝大多数属于凸多面体,即无光学死角或者光学死角较小,对三维重建的整体效果影像不大.因绝大多数*原石都具有大块的晶面以及一部分不规则区域,因此在三维重建阶段,采用DEXEL模型记录其整体三维数据,同时用基于面试别的三维重建算法,记录其主要的晶面.

约束的条件主要包括圆明亮琢型的特点,包括8次旋转对称特性、冠角与亭角范围通常不超过20-40度、亭深与冠高相对于*半径的常见比例范围、八面体*晶体在传统*加工流程中的经验公式、不同尺寸*原石基于人工经验的预设切割方案等.并提供了可选的人工干预模式,即操作者可优先根据自身的经验,快速将切割面确定在一个较小的三维空间内,那么程序就可以只在该空间内进行的自由度的搜索运算模式,得出优质的局部最优解.

研究了“触探渐进式局部搜索算法”:介绍了基于缩放、旋转和平移的最大包含物算法,研究了一维、二维、三维空间中最优解算法的机理,并针对*原石及成品*的形状特点优化了该算法和编写了相关的计算机程序;研究了局部最优解与全局最优解的原理和局部最优解的跳出机制,避免了程序算法在非全局最优解的局部最优解中结束运算.

5.*原石计算机辅助设计系统的上位机程序:

数据与运算模块作为程序的底层实现,发挥着重要的作用,他们在程序后面完成各个运算逻辑,并返回运算结果.数据与运算模块的研究包括:三维模型数据模块、图像处理数据模块、三维重建模块、最优解算法模块与其他辅助运算模块等.作者对这些模块进行了程序封装,使其能应用于不同的场合中.

图形用户界面模块:(Graphic User Interface,GUI)是重要的人机交互模块,通过GUI模块,用户可以在计算机显示器上通过鼠标与键盘的操作,控制程序的运转和指挥硬件设备的动作.作者为人机交互编写了丰富和易操作的图形用户界面系统,提供图形化的友好操作方式.主要编写了*原石辅助设计系统的综合操作模块、*琢型编辑器、摄像头视频图形预览窗口、基于关键面识别的三维重建操作窗口,以及若干测试模块,包括多面体切割实验模块等.

6.*原石计算机辅助设计系统的下位机模块:

使用51单片机拓展版与STC89C52单片机作为核心的IO操作单元,设计了特殊格式的I/O输入输出指令,以指令为基础搭建了上位机与硬件设备通信的桥梁.上位机程序通过发送指定格式的字符串到单片机程序中,单片机程序可解析字符串指令的合法性,并根据指令传输不同的内容到硬件设备中,控制步进电机、激光器等设备的运转.硬件设备在运转过程中会产生状态参数,单片机系统能够通过电频信号获取这些状态参数,并通过串口返回给上位机,上位机程序可以根据需要获取硬件设备的运行状态.

7.可选择多种切割方案的设计模式:

原石加工方案并不唯一,同一枚*晶体,即可以用来加工圆明亮琢型,也可以是其他异型琢型,或者将*台面选取在不同的方向上.传统的*加工流程中,因为加工过程的不可逆性,一个设计方案只有在产出成品之后才能评估该方案的质量,因此很难在设计阶段就对各种方案进行量化指标的考核.而计算机程序则可以在设计阶段模拟成品*的切割,并计算出成品产出率以及*原石的损耗率,方便设计多种切割方案,并将他们进行量化指标考核.在计算机程序内进行多方案的选择,加工者可以直观的比较多种加工方案的优缺点,并选择符合预期的切割方案,进行后续的操作.多方案的设计模式,是对基于约束条件的*原石最优切割方案的拓展,使切割目的可以不限制在圆明亮琢型上,如祖母绿琢型或者其他花式琢型等.

综上所述,本课题研究了*原石的自动设计模式,开发了*原石计算机辅助设计系统的下位机模块和整体硬件模块,编写了上位机程序,包括底层运算程序模块以及图形用户界面系统.该课题的研究目前处于国际先进,国内领先,能有效的解决国内*加工行业的需求,提供可操作的解决方案.

第五篇计算机辅助设计论文摘要怎么写:含相变管壳式换热器计算机辅助设计

管壳式换热器作为一种传统换热设备,在许多工业部门中使用,尤其广泛用于石油、化工、能源等行业中.近年来尽管管壳式换热器受到了新型换热器的挑战,但由于它具有结构简单、牢固、操作弹性大、适用材料广等优点,在过程工业中仍处于主导地位.

管壳式换热器的传统设计,需要对有关工艺参数、结构参数等进行繁杂计算、反复试算等.尤其是有相变传热的冷凝器和重沸器,由于出现物态的变化、实际工况的多样性,比单相流体的传热过程复杂许多.设计人员费时费力,设计质量不高.随着科技的不断发展,计算机具有速度快,精度高以及效率高等优点,设计人员越来越青睐计算机辅助设计.因此,本课题在原有管壳式换热器计算机辅助设计软件基础上,编制了管壳式冷凝器和重沸器的计算机辅助设计系统.

本文综述了管壳式换热器计算机辅助设计的国内外研究进展,并且就其中存在的一些不足进行了简单分析;详细的总结与归纳管壳式冷凝器和重沸器的工艺计算公式,其中对冷凝器的传热过程采用分段计算;总结了冷凝器和重沸器中涉及到的汽液平衡计算和比焓计算,择优选择相对实用的计算方法.

本课题利用了Visual Studio.NET2008人性化界面、SQL Sever2008高效存储数据的优势,对含相变管壳式换热器计算机辅助设计系统进行再次开发.该系统由物性数据、换热器设计和换热器校核三大部分组成.在原系统中添加了物性计算模块中的汽液平衡计算、冷凝器和重沸器物性数据计算,换热器设计模块中的管内外冷凝冷凝器设计及重沸器设计,换热器校核模块中的管内外冷凝冷凝器校核及重沸器校核.对以上界面逐一进行了合理设计,并编写了对应的程序代码.最后还设置了EXCEL报表输出功能,方便设计人员查看对比设计结果.

利用所开发的软件,本文对三个工程实例分别进行了详细计算,其中包括管外冷凝的普通浮头式冷凝器、管内冷凝的普通浮头式冷凝器和卧式热虹吸式重沸器.通过与手工计算结果进行比较,两者的相对误差很小,说明所开发的含相变管壳式换热器计算机辅助设计软件具有实用性.最后对误差原因进行了简要分析.

第六篇摘要范文:基于知识的计算机辅助夹具设计支持技术研究

夹具作为机械制造业中的一种重要的工艺装备,直接影响产品的质量和研制周期.缩短夹具设计周期,提高夹具的设计质量是计算机辅助工艺装备研究的重要领域,也是提高企业快速反应能力的一个关键环节.夹具设计过程是一个基于经验的机械结构设计问题,需要设计者具备关于设计问题的大量、全面的知识和经验.现有的基于通用CAD软件环境的计算机辅助夹具设计系统仅能完成一些诸如绘图、三维建模等方面的工作,在夹具设计过程的集成、设计资源的共享与智能化、知识的处理和重用等方面还不能提供有效的计算机辅助设计的支持技术.如何将具有多样性、复杂性、经验性、不确定性等特点的夹具知识形式化、数字化并以显式的方式保存下来,提高夹具设计的智能化程度,是计算机辅助夹具设计技术领域的前沿研究问题之一.

本论文在国家自然科学基金项目和四川省应用基础研究项目的资助下,针对目前计算机辅助夹具设计技术研究中存在的问题,将知识工程与夹具设计过程结合起来,重点研究夹具设计知识描述、分类、发现以及重用的基本原理和智能化夹具设计中的知识求解技术,探讨一种能支持夹具整个设计过程的智能求解技术,开发基于集成知识资源的计算机辅助夹具设计支持系统.本文的研究成果和特色如下: (1) 在分析基于知识的计算机辅助夹具设计支持系统的的功能需求及其与传统计算机辅助夹具设计系统区别的基础上,构建了由界面层、应用程序服务器层和资源层形成的计算机辅助夹具设计支持系统的总体层次体系结构,提出了一种由资源分系统、设计分系统、计算分系统、管理分系统和信息交换分系统所组成的计算机辅助夹具设计支持系统的软件功能模型,通过5个功能分系统的协同工作而形成一种支持夹具智能化设计的环境平台.

(2) 详细分析了夹具设计信息,提出夹具元特征的概念,建立了集成定位元特征、夹紧元特征、元件元特征、装配元特征、精度元特征、性能分析元特征的夹具信息模型,并采用BOOCH方法建立了与夹具设计相关的产品信息模型和制造信息模型,使其为设

第七篇计算机辅助设计论文摘要范文:基于BIM的计算机辅助建筑设计与施工管理研究

在当前的建筑行业中,特别是建筑设计与管理领域,计算机辅助设计技术日渐得到广泛的应用.然而,由于社会的进步与时代的发展,人们对建筑的要求也随之发展提高.当前一项成功的建筑在满足美学要求与功能性方面的需求之外,还需要满足人类对环境的种种需求,比如:建筑物的热工性、通风性、采光性、噪音以及室内空气质量等指标.在某些特殊应用中,一些建筑设计方案甚至要以这些因素作为基本出发点和重要处理对象进行规划.由于情况复杂,即使是经验丰富的建筑师,也很难单纯依赖经验对设计方案进行环境质量评价.在这种情况下,基于“建筑信息模型”(BIM)技术的应用系统受到广泛关注.

本论文从计算机辅助建筑设计的现状入手,研究如何基于BIM技术更好的实现建筑的智能化设计与施工管理,更好的发挥计算机在建筑行业中的辅助功能.首先,本论文调研了当前传统的建筑设计模式,总结了计算机辅助建筑设计在当前建筑行业中的应用现状,以及对建筑行业的影响.并分析了计算机辅助建筑设计存在的问题,特别是目前在二维环境下建筑设计工作存在的问题,探讨计算机辅助建筑设计的发展趋势,分析发展BIM技术的必要性.其次,本论文阐述了BIM技术的原理、概念与特点,研究了BIM技术在建筑行业中的发展现状,分析和总结了应用BIM技术进行建筑设计与施工管理的优势.最后,针对绿色建筑设计的发展趋势,本论文对比探讨了基于二维CAD技术、三维CAD技术,和BIM平台下的结合能量分析软件的绿色建筑设计.

第八篇计算机辅助设计论文摘要格式:铁路站场计算机辅助设计系统的研究

铁路站场设计在铁路基础设施建设及改造设计过程中是一个承前启后的重要环节.随着我国铁路勘测设计技术和计算机技术的发展,计算机辅助设计在铁路工程设计领域已变得越来越普及.采用CAD技术是缩短设计周期,实现站场设计标准化的重要手段,并且可以大大减轻设计人员的劳动强度,有利于多方案比选,提高自动化设计水平,对加快设计速度与提高设计质量有重要意义.运用系统设计原理和方法,本论文对铁路站场计算机辅助设计系统进行了分析、研究和规划设计.

本文首先采用系统分析和系统设计手段,以软件工程学的理论和方法,对系统的目标、原则、性能、功能、实现方法、关键技术及总体结构等进行了综合分析和探讨,并建立了系统总体结构图和数据流程图, 其次对系统的平面设计子系统进行了重点分析和设计.在提出系统的设计思想之后,进行了系统的功能设计、结构设计和数据流程分析,对铁路站场平面图主要图形元素的数据结构进行了详细设计,在分析了站场图元拓朴结构和道岔间配列方式的基础上,建立了站场平面咽喉区各图形元素间的连接关系及相关优化模型, 最后建立了系统数字地形模型,对铁路站场纵断面和横断面设计子系统进行了方案设计、功能设计和程序流程设计.

第九篇计算机辅助设计论文摘要:表面分子印迹聚合物的制备与性能研究及计算机辅助设计

近年来,我国部分地区雾霾天气频现,燃油中的硫氧化物和氮氧化物是导致这种现象产生的主要物质.二苯并噻吩和吲哚作为燃油中典型的含硫和含氮化合物,对其进行分离和检测的研究已经成为大气污染防治领域的热点.同时,炼油、炼焦、石油化工等行业中,含酚工业废水的随意排放,导致了环境水体中的酚类污染日益严重.苯酚作为水环境中典型的酚类有毒污染物,已成为水体污染监测的主要对象之一.吸附分离技术以其操作简便、成本低廉、富集效率高和不易产生二次污染等优点而被广泛应用于这些环境污染物的分离检测.但常规的吸附剂存在选择性差、吸附容量小和吸附时间长等缺点,因此研究开发高效、靶向的吸附剂成为高分子材料研究领域的热点之一.

分子印迹技术(molecular imprinting technology, MIT)是一种模拟“抗体-抗原”间相互作用的新技术.利用该技术制备的分子印迹聚合物(molecularly imprinted polymers, MIPs),因其对目标分子的特异性识别能力,已经在环境污染物治理方面得到了广泛的应用.但是,目前真正实现产业化的MIPs种类很少,大部分MIPs的研究仍然处于实验阶段,其中一个主要原因是MIPs的制备受到多种因素的影响,印迹体系的筛选比较困难,尤其是一些报道较少的弱官能性目标分子.

分子模拟是利用理论方法与计算技术,模拟或仿真分子运动的微观行为.利用分子模拟技术,可以缩短新材料的研制周期,降低开发成本.在MIT中,为了筛选出能够与模板分子产生较强作用的功能单体,分子模拟与计算筛选技术越来越受到人们的关注,但是目前定性研究较多,定量研究很少.

本文分别选用二苯并噻吩,吲哚和苯酚为目标分子,4-乙烯基吡啶(4-vinylpyridine,4VP),丙烯酰胺(acrylamide, AAm)和*丙烯酸(methacrylic acid, MAA)为功能单体,首先,利用计算机分子模拟软件Gaussian09W,采用Restricted Hartree-Fock (RHF)方法和自然键轨道(natural bond orbital, NBO)理论,优化并模拟了目标分子、功能单体及二者复合物的分子最低能量构象.同时计算了目标分子、功能单体及二者复合物的NBO电荷和相应的结合能,预测了目标分子与功能单体之间的相互作用机理,以其筛选出合适的分子印迹预组装体系,用于辅助设计分子印迹聚合物.

根据上述分子模拟结果,采用原子转移自由基聚合法结合分子印迹技术,以苯酚、二苯并噻吩、吲哚为目标分子,分别制备了能特异性识别目标分子的三类MIPs,并对MIPs的结构、形貌等进行了表征,考察了三类印迹聚合物对模板分子选择性吸附分离的影响因素、吸附平衡和动力学行为,研究了相应的识别性能.结果表明:(1)对苯酚与功能单体所组成的印迹预组装体系,模拟结果显示,从NBO电荷分布、结合能两个方面进行分析,在三种功能单体4VP, AAm和MAA中,MAA与苯酚的相互作用能较高,分子构象最稳定,当苯酚与MAA的分子比为1:3时,模拟印迹效果最佳.本文在制备苯酚磁性分子印迹聚合物的实验过程中,在苯酚与功能单体的比例为1:3时,以三氯化铁/三*膦为催化体系,利用原子转移自由基聚合法,分别制备了以4VP, AAm和MAA为功能单体的分子印迹聚合物(4VP-MMIPs, AAm-MMIPs和MAA-MMIPs),对比了三种聚合物的结合百分比、分配系数和印迹因子.结果发现,以MAA为功能单体,制备的MAA-MMIPs对苯酚的结合百分比为0.616,分配系数为1.281,印迹因子为7.440,在三种聚合物中,这三个指标均为最高,印迹效果最好.这归因于苯酚与MAA之间稳定的特异选择性结合位点和不太厚的保护层.实验结果与模拟结果一致,为分子模拟技术在分子印迹领域应用的可靠性和准确性提供了强有力的实验佐证.(2)在二苯并噻吩与功能单体组成的印迹预组装体系中,MAA与二苯并噻吩的相互作用能较高,分子构象最稳定,当二苯并噻吩与MAA的分子比为1:2时,模拟印迹效果最佳.根据模拟结果,在硅基和磁性载体上,分别以溴化亚铜/2,2',-联吡啶和溴化铜/五*二乙烯基三胺为催化体系,利用原子转移自由基聚合法,制备了对二苯并噻吩具有特异性吸附选择能力的硅基分子印迹聚合物和磁性聚合物.结果表明,这两种分子印迹聚合物具有较优越的表面特性,热稳定性等.吸附性能评价结果显示,这两种分子印迹聚合物均具有较强的吸附选择性和竞争性,吸附动力学符合Elovich方程,吸附等温线符合Sips方程.(3)在吲哚与功能单体组成的印迹预组装体系中,AAm与吲哚的相互作用能较高,分子构象最稳定,当吲哚与AAm的分子比为1:4时,模拟印迹效果最佳.根据模拟结果,在硅基和磁性载体上,分别以三溴化铜/2,2',-联吡啶和三氯化铁/三*膦为催化体系,利用原子转移自由基聚合法,制备了对吲哚具有特异性吸附选择能力的硅基分子印迹聚合物和磁性聚合物.表征结果表明,这两种分子印迹聚合物具有较优越的表面特性,热稳定性等.吸附性能评价结果显示,这两种分子印迹聚合物均具有较强的吸附选择性和竞争性,吸附动力学符合Elovich方程,吸附等温线符合Langmuir方程.

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通过本论文的研究,初步建立了苯酚、二苯并噻吩和吲哚的计算机辅助设计MIPs的预组装体系,同时从定性和定量的角度,对MIPs的选择性识别机理进行了探讨.研究表明MIPs的识别位点的形成既与模板分子和功能单体之间的相互作用有关,又与印迹预组装体系的立体结构紧密联系;对所研究的模板分子和功能单体来讲,功能单体的量并不是越多越好,由模板分子与功能单体组成的复合物的结合能不仅存在于模板分子与功能单体之间,还存在于功能单体与功能单体之间.本文所制备的MIPs的结构、形貌等表征和吸附性能实验结果表明,MIPs在环境污染物防治方面具有良好的应用前景.

第十篇摘要范文:可摘局部义齿支架铸型的计算机辅助设计与制作

目的通过对Kennedy第二类第二亚类牙列缺损模型进行可摘局部义齿支架的计算机辅助设计与制作,探索可行的方案,为该课题的深入研究奠定基础.方法激光扫描获取Kennedy第二类第二亚类牙列缺损石膏模型的三维数据,在重建的牙颌三维数字模型上绘出支架的轮廓图,提取轮廓内的数据作为支架的组织面数据,通过抽壳等操作得到支架的三维模型.将数据导入快速成形设备,加工成形.结果初步实现了可摘局部义齿支架的计算机辅助设计,用快速成形机加工出支架树脂铸型.结论将激光扫描获取数据、计算机辅助设计三维构建至快速成形机制作出产品作为一整套方案,可初步实现可摘局部义齿支架的计算机辅助设计与制作.

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