考虑区域约束的预应力型钢混凝土梁受弯承载力研究

为研究预应力型钢混凝土框架梁中型钢对混凝土约束作用及对梁承载力的影响,对前期有黏结预应力型钢混凝土框架试验进行研究。研究发现型钢能有效地约束预应力型钢混凝土框架梁中核心混凝土变形,改善受压混凝土破坏时的脆性性能,提高梁的受弯承载力。在此基础上,提出将预应力型钢混凝土框架梁作为压弯构件,参照文献的区域约束混凝土理论,在叠加基础上考虑约束混凝土的额外强度来计算梁的受弯承载力;提出考虑区域约束影响的承载力计算方法,计算结果与试验试件极限状态受弯承载力对比,计算值与试验值比值的平均值为0.98,吻合较好。     

工程结构优化中的改进生物地理学优化算法

为改进生物地理学优化(BBO)算法在工程结构优化设计中的性能,引入非线性物种迁移模型和"精英引导"等思想对BBO算法进行改进,并将算法应用于结构工程优化领域。以2个连续变量的经典桁架结构为例,进行结构在满足各项约束条件下质量最小的优化设计。数值算例表明,改进算法应用于工程结构优化设计时具有收敛速度快、稳定性好的特点,性能比BBO算法有较大提升,可以有效地应用于工程结构优化设计。     

牛肉及其制品中肉类掺假的荧光PCR鉴别体系优化

根据可能用于牛肉及其制品掺假的肉类原料(猪肉、鸡肉和鸭肉),设计了4对引物和探针.经过测试其具有良好的特异性后,对影响各自聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)扩增的5个影响因素包括Mg2+浓度、Taq DNA聚合酶活、dNTPs浓度、引物和探针浓度以及模板DNA用量等进行了优化,确定了最佳的PCR扩增体系.同时,根据优化后的结果,对特异性进行进一步的测试,并使用建立的优化荧光PCR鉴别体系对混合样品和市售样品进行检测,确定整体检出限为0.1%(质量分数),并证明该鉴别体系的实际应用价值.     

风力机叶片结构参数敏感性分析及优化设计

以某1.5 MW风力机叶片为实例,建立叶片有限元模型,并对叶片关键结构参数进行敏感性分析。结果表明,铺层角度对叶片结构特性影响最大,主梁帽宽度及铺层厚度的影响次之,主梁帽铺层位置以及腹板布置位置的影响最小。在敏感性分析的基础上,建立以叶片质量最轻为目标函数,以主梁帽宽度、铺层数、铺层位置以及腹板布置位置为设计变量,以叶片的强度、刚度与振动性能为约束条件的优化设计数学模型,采用遗传算法与有限元法相结合的方法对叶片结构进行优化设计研究。与原设计方案相比,优化设计方案的叶片质量减轻9.8%,结构应变分布更为合理,且不会发生共振,表明优化方法合理有效。     

求解旅行商问题的离散人工萤火虫算法

针对旅行商问题,提出了一种结合变邻域搜索算法思想的离散人工萤火虫算法.文中通过引入交换子和交换序的概念对人工萤火虫算法中的距离进行了重新定义;为了增加萤火虫群的多样性,避免算法过早陷入局部最优,采用了基于变邻域搜索算法的扰动机制.在多个旅行商问题上的测试结果表明,与文献中的算法相比,文中提出的离散人工萤火虫算法具有较好的求解性能.     

混合业务下基于能效准则的基站开/关选择策略

为提升无线系统的能效,针对用户随时间的潮汐变化特点,文中提出了一种通过基站开关切换提升系统能效的方法——基于能效准则的基站开/关选择策略,将用户业务分为恒定比特率业务和可变比特率业务,在满足恒定比特率业务的约束下最大化能源效率.文中采用改进的自适应遗传算法来求解此约束优化问题,即基站开关状态用二进制编码,通过设计的选择、交叉、变异实现迭代寻优.仿真结果表明:文中提出的改进遗传算法收敛速度快,能有效对抗染色体群体的早熟问题;在满足恒定比特率用户需求的前提下,文中策略可有效地提升无线系统的能效,其性能接近穷举算法.     

硅压力传感器基座受力变形时的输出性能

为分析硅压力传感器基座受力变形对传感器输出性能的影响,首先利用弹性力学理论和板壳理论分析推导了压力传感器方形膜片应力分布,为力敏电阻在应变膜上的布置提供依据;再利用ANSYS进行分析模拟,探究了传感器基座结构变形对应变膜应力差的影响;然后针对减小基座受力变形对芯片受力的影响,对基座结构进行适当优化,并对比仿真分析的结果;最后通过实验测得优化前后的传感器输出数据.结果表明,传感器基座结构优化后,传感器硅芯片中心最大变形量从2.172μm降低到1.819μm,输出误差从0.95%下降到0.60%.     

空间绳牵引并联机器人多目标优化设计

以6自由度空间绳牵引并联机器人工作空间体积、最小索力和全局灵巧度为优化目标,在保证绳索张力范围的前提下建立了多目标优化的数学优化模型.采用神经网络-遗传算法求得优化的3组满意解,并采用灰色聚类法选择多目标优化时的权重系数.仿真结果表明该优化方法可以有效地实现结构的优化,为同类绳牵引并联机器人的设计提供了有益的参考.     

基于特征单元的设备选型状态空间理论与方法

提出零件特征单元加工过程的状态空间理论,并将之用于解决零件加工的工艺设备选型问题.基于复杂零件特征具有多样性和复合性的特点,定义特征单元,以便于分析零件特征.针对单一特征单元,提取特征单元加工前和加工后两个状态,通过分析两个状态变换原因,构建状态变换矩阵,得出状态变换矩阵代表工艺设备加工能力的结论.通过构建状态变换方程描述加工过程.建立状态空间,将工艺设备选型问题转换为加工前和加工后两个状态在状态空间中的路径规划问题.在实际生产的约束条件下,将状态空间中路径规划问题转化为现有工艺路线的优化问题,并且建立工艺设备选型优化模型,优选出较理想的工艺路线,从而选出与该条工艺路线对应的一套工艺设备.应用算例验证了该方法的可行性.     

基于Choquet模糊积分算子的多指标属性船型方案优选模型

船型方案排序及优选是一个多指标属性、多层次且指标属性相互关联的决策问题.考虑船型方案评价中各评价指标间存在的模糊性和相互关联性,利用模糊测度和Choquet模糊积分算子对船型方案进行优选.此方法的优点是考虑了方案各指标属性的关联关系,而且决策过程不用确定各指标属性的权重,减少了决策过程中决策者的主观臆断性,使排序结果更具客观性和科学性.计算实例说明:基于Choquet模糊积分方法建立的船舶方案优选模型正确,方法简单,结果合理,为船型方案选择提供了一种可靠的参考.