浮式柔性网阻拦系统对冲击小艇拦截性能分析

浮式柔性网阻拦系统作为一种物理防护设施,对舰船、港口设施和岛礁建设的安全保障发挥着至关重要的作用.阻拦网系统对冲击小艇的拦截过程是一种较为复杂的非线性瞬态响应过程,在小艇高速冲击防护单元时,构件局部会出现撕裂、变形等破坏和失效形式.为对浮式柔性网阻拦系统的拦截性能和结构完整性进行研究,基于任意拉格朗日-欧拉(arbitrary Lagrange-Eule, ALE)算法和对称罚函数接触算法,使用LS-DYNA软件对阻拦网系统拦截高速小艇的动态过程进行数值模拟.计算得到了阻拦网在冲击过程中结构变形破坏、能量转化、网体受力以及防护单元撞击深度等特征.同时考虑了小艇不同碰撞角度和碰撞高度对防护单元拦截效果的影响,分析总结出相应的变化规律.研究工作可为浮式柔性网阻拦系统优化设计和安装部署提供一定参考.     

双气室缓冲气囊多学科设计优化

针对某型着落装备着落工况的一种双气室新型缓冲气囊,基于ISIGHT多学科设计优化平台和HYPERMESH,LS-DYNA有限元分析软件以及FORTRAN语言编写的程序,通过组合优化策略对双气室缓冲气囊进行了多学科设计研究.以气囊体积为优化目标,以上气室的高度、初始充气压力和下气室的高度、初始冲气压力、排气压力、排气孔面积、气囊底面积、着落装备过载和最小离地距离等多学科要求同时为约束条件进行了设计优化.结果表明:通过多学科设计优化,在着落装备过载和最小离地距离满足设计要求的同时,气囊体积达到了最小,减小设计周期和减少试验次数,降低研制成本.     

纤维表面气溶胶粒子沉积与反弹行为数值模拟

在单纤维表面粉尘树枝生长随机模拟基础上,采用Dahneke碰撞反弹模型分析纤维过滤中气溶胶粒子碰撞反弹行为.讨论捕集体近壁区粒子碰撞反弹运动特性及其对沉积物形态结构和过滤单元捕集效率的影响.研究结果表明:随着粒子直径增大,粒子与纤维表面的碰撞反弹频率增大;输送粒子与沉积粒子发生多次碰撞反弹后仍有可能被捕集;所有过滤工况下,粒子碰撞反弹频率增大,均将导致沉积物向紧密结构演变;引入粒子碰撞反弹作用后,较低拦截参数下过滤单元捕集效率随沉积量的变化关系呈现出两阶段性特征,各阶段的变化关系仍满足近似线性,而较高拦截参数下过滤单元捕集效率随沉积量的变化关系未出现此特征;在相同黏附能下,多分散粒子的捕集效率均高于单分散粒子情形.     

洋面多层暖云的空间分布及垂直结构特征

利用中分辨成像光谱仪(MODIS)和云廓线雷达(CPR)2008年全年的融合资料,针对具有多层结构的洋面暖云系统,研究了其全球尺度的空间分布和垂直结构特征.通过修正传统的基于云顶温度的暖云判据,发现洋面暖云单体大多分属于3种主导构型,包括单层暖云、双层半暖云和双层纯暖云.统计结果表明,单层暖云、双层半暖云和双层纯暖云3种构型的占比分别为77.14%, 19.15%和3.71%.在全球分布上,3种构型暖云的差异明显,尤其是分布密集区域迥然不同.在云顶高度、云底高度及云层厚度等结构参数上,双层半暖云的下层暖云单体与单层暖云单体的统计特征极为接近,显示了两类暖云单体在几何结构上的相似性.这表明双层半暖云中上层冷云的存在并未造成下层暖云结构上的变化,洋面上的双层半暖云系统中的上层云和下层云可能多源于独立的成云过程.双层纯暖云构型中上层暖云的结构特征明显异于单层暖云,下层暖云则与单层暖云较为接近,但其云顶高度和云层厚度相比单层暖云偏小.另外,该构型中的下层暖云越薄,上层暖云越能向更高更厚发展.一致表明双层纯暖云系统中上层暖云与下层暖云的发展有一定的制约关系,两层云在生消变化中具有潜在的物理联系.     

某车型侧面碰撞假人胸部伤害优化分析

通过PSM_Scaling的方法对某车型侧面碰撞仿真假人伤害值进行拟合,在模型验证的基础上,对侧面气囊点火时刻和泄气孔尺寸进行优化,改善假人胸部伤害情况.优化后肋骨压缩量最大值有所降低,T12弯矩Mx和T12力Fy得到明显改善,通过实车试验对优化方案进行验证,结果表明,假人胸部得分提高了2.98分.     

集装箱枢纽港陆向供应链规划模型

基于集装箱枢纽港陆向供应链系统分散的层次结构特征，建立了集装箱枢纽港路向供应链规划的双层多目标决策模型.将双层多目标决策问题转化为单层多目标决策问题，利用多目标遗传算法求解单层多目标决策问题，并通过一个数值算例说明算法的应用.     

一种网壳结构基于压力线概念的优化方法

为了提高网壳结构的承载能力,提出一种基于压力线概念的网壳结构优化方法.该方法利用压力线无弯矩的特征,将组成球面和柱面网壳结构轮廓线的圆弧线替代为压力线,使网壳结构在竖向荷载作用下处于压应力状态,从而减小弯曲应力的影响,达到了提高网壳结构承载力的目的.对一个跨度为48m的单层葵花形网壳结构进行几何非线性分析,发现该方法可将极限承载力提高5.48%;进一步对84例不同跨度、不同矢跨比的单双层球面、柱面网壳结构进行分析,结果表明该优化方法正确有效,对矢跨比为1/5左右的单层网壳结构,优化效果较好,最大承载力可提高6.4%.     

钝化硅太阳电池减反射模的研究

从多层膜系在某一波长的反射率的计算原理和计算方法入手，采用等效分界面和权重反射率Ｒｗ的概念，给出了多层膜系优化的普适方法。具体计算了钝化太阳电池的单层减反射膜和双层减反射模的优化设计，给出了常用减反射材料的最佳膜厚值，并得出结论：双层膜的减反效果优于单层膜，平面双层减反射膜的权重反射率Ｒｗ小于６％，加微槽结构后降至２％以下。     

既有GRC多孔条板轻质隔墙隔声性能提升实验研究

针对既有建筑中常用的单层GRC(glass-fiber reinforced cement)多孔条板轻质隔墙隔声量低的问题，通过综合对比分析GRC多孔条板双层墙与GRC多孔条板附加复合隔声构件隔墙两种构造的隔声特性，发现复合隔声构造在既有建筑改造中的优势.基于复合隔声构造中的声学材料物理性能以及带有空气间层的复合构造特征等方面的研究，结合复合隔声构造理论分析和实验测试验证.通过优化复合隔声构造，提出GRC多孔条板轻质隔墙附加双层和三层硅酸钙板复合构造的隔声性能综合提升设计方案.研究结果表明:附加复合隔声构造后的GRC多孔条板隔墙有效改善了墙体振动引起的隔声量下降问题，提高了墙体全频段隔声性能.     

钝化硅太阳电池减反射膜的研究

从多层膜系在某一波长的反射率的计算原理和计算方法入手，采用等效分界面和权重反射率Ｒｗ的概念，给出了多层膜系优化的普适方法．具体计算了钝化太阳电池（含ＳｉＯ２钝化层）的单层减反射膜和双层减反射膜的优化设计，给出了常用减反射材料的最佳膜厚值，并得出结论：双层膜的减反射效果优于单层膜，平面双层减反射膜的权重反射率Ｒｗ小于６％，加微槽结构后降至２％以下（ＳｉＯ２钝化层厚度为２５ｎｍ）．     

电泳显示双层微胶囊的制备

以尿素-甲醛原位聚合法与明胶-阿拉伯胶复凝聚法相结合制备了电泳显示双层微胶囊．考察了系统调节剂、搅拌速度、pH值和加醛方式对单层微胶囊粒径分布及表面形貌的影响，以及双层微胶囊与单层脲醛树脂微胶囊在干燥过程中的破损率．实验结果表明，以明胶为系统调节剂，pH值为3．0—3．5，采用滴加方式加入甲醛制备的单层脲醛树脂微胶囊，囊壁透明、光滑、球形度好；单层脲醛树脂微胶囊包覆明胶后制备的双层微胶囊壁材强度和韧性有显著提高．     

使用多层组合外套的船用液压联轴器的 最优极限承载能力分析

比较船用液压联轴器的单层、双层、三层组合外套进行受力和强度分析,分析了三种方式的最优极限承载能力.研究表明,船用液压联轴器使用双层组合外套比单层弹性极限承载能力提高了17.43%,使用三层组合外套比单层弹性极限承载能力提高了24.17%.使用三层组合外套比双层组合外套弹性极限承载能力仅提高了6.74%,但是三层组合外套安装工艺复杂、生产成本较高,从经济分析考虑在船舶及大型机械部件上大多采用双层组合外套.     

基于遗传算法的带附加气室空气悬架多目标优化

以带附加气室的空气弹簧悬架为研究对象,按照物理模型建立带附加气室空气弹簧的数学模型,考虑到空气弹簧刚度的非线性,将该模型以空气弹簧非线性力的形式直接引入到1/4车辆模型。以提高车辆平顺性、行驶安全性及操纵稳定性的综合性能为目标,以附加气室容积为优化变量,设计带附加气室空气悬架的多目标优化模型;考虑到悬架性能各指标量在量纲与量级上的差异,对各指标量进行统一化处理,并采用线性加权和法将多目标函数转化为单目标评价函数。在MAT-LAB/Simulink中搭建系统仿真模型,采用遗传优化算法对典型工况下的最优附加气室容积进行寻优。优化结果表明,优化附加气室容积能有效提高悬架的综合性能,降低车身加速度、悬架动行程,但轮胎动载荷有所增加。     

非对称变形模式下薄壁组合结构耐撞性研究

基于单一薄壁金属结构具有稳定的、可控的塑性变形吸能优点及存在碰撞界面力过载缺点的现状,本文提出承载能力更高、界面力更加稳定的组合结构的设计理念,并对单层薄壁结构及双层薄壁组合结构进行有限元建模,利用非线性显示动态有限元软件LS-DYNA对其耐撞性进行分析。研究表明:在非对称变形模式下,薄壁组合结构耐撞性特性优于单层结构;对组合结构加工V型诱导槽后,其缓冲特性有较大提高,能进一步有效地控制吸能过程中的过载情况。     

非对称变形模式下薄壁组合结构耐撞性研究

基于单一薄壁金属结构具有稳定的、可控的塑性变形吸能优点及存在碰撞界面力过载缺点的现状,本文提出承载能力更高、界面力更加稳定的组合结构的设计理念,并对单层薄壁结构及双层薄壁组合结构进行有限元建模,利用非线性显示动态有限元软件LS-DYNA对其耐撞性进行分析。研究表明：在非对称变形模式下,薄壁组合结构耐撞性特性优于单层结构;对组合结构加工V型诱导槽后,其缓冲特性有较大提高,能进一步有效地控制吸能过程中的过载情况。     

发动机罩气囊在人车碰撞事故中对行人的保护作用

为了减少人车碰撞事故中的行人损伤,在汽车前端设置发动机罩安全气囊。通过LS-DYNA软件对有无发动机罩气囊两种条件下的人车碰撞进行模拟仿真,对假人身体主要部位损伤结果进行对比分析。研究发现,有发动机罩气囊比无发动机罩气囊碰撞条件下假人头部损伤值HIC降低到838,颈部最大剪切力及最大弯矩分别降低40.60%和52.8%,胸部最大压缩量降低4.08%,以上结果表明发动机罩气囊能够有效地降低行人损伤。     

模型预测控制器权重参数整定非线性规划法

模型预测控制(MPC)权重参数的整定是其取得良好控制性能的关键。针对基于双层结构多目标优化的MPC权重参数整定方法存在求解过程较慢、耗时较长的问题，提出了一种非线性规划整定方法。该方法将MPC权重参数整定中每个时间采样点的MPC子优化问题等价为外层MPC权重参数整定优化问题的最优KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件，将MPC权重参数整定的双层多目标优化问题转化为单层非线性规划问题。仿真案例表明，基于单层非线性规划整定方法的MPC控制性能优于或近似于基于双层多目标优化整定方法的MPC控制性能；而且基于单层非线性规划的整定方法能够快速获得MPC权重参数，时间成本由基于多目标优化整定方法所需的1.0～1.5 h缩短到10～90 s。     

基于多尺度模板匹配和部件模型的车牌字符分割方法

为提高车牌字符分割的准确率,提出了一种基于多尺度模板匹配和部件模型的车牌字符分割方法. 对单层车牌,根据车牌结构特征建立多尺度模板作用于车牌候选区域,通过投影得分估计出最佳模板对应的尺度和位置信息;对双层车牌,使用部件模型对双层车牌进行建模,双层车牌的上层字符区域和下层字符区域分别对应部件模型的一个部件,通过多尺度的模板匹配得到上下层部件的候选集合,利用部件模型中部件之间的几何约束得到最终的车牌字符分割结果. 实验结果表明,所提出的方法可以有效进行单/双层车牌的字符分割.      

新型抗震挡的减震作用

针对当前抗震挡多为刚性,在地震作用下,易与上部结构发生碰撞而产生脆性破坏这一情况,提出一种具有耗能减震作用的柔性抗震挡,并建立了碰撞模型,探讨了碰撞力与碰撞刚度和阻尼比之间的关系.同时,选取一座双层三跨连续梁桥进行有限元计算研究.结果表明:随着碰撞刚度的不断增大,碰撞力也随之增大,墩梁相对位移相应减小,但通过设置合理的碰撞刚度、初始间隙等参数,新型抗震挡就可以取得良好的减隔震效果.     

一个求解线性双层规划的全局收敛算法

用线性规划对偶理论讨论了线性双层规划的最优性条件，利用下层问题的对偶间隙，将线性双层规划转化为目标函数带惩罚项的单层问题，通过对转化后的单层问题进行求解，给出了一个求解线性双层规划局部最优解的方法，然后引进一种割平面约束来修正当前局部最优解，直到求得线性双层规划的全局最优解。提出的算法具有全局收敛性，并通过一个算例说明了算法的求解过程。