刨煤机平面振动的数学建模与仿真

为了降低刨头的振动,提高刨煤机的工作性能,通过简化和假设,应用牛顿定律建立了刨煤机在垂直煤壁方向振动和在水平面扭转振动的数学模型,通过对刨煤机的实体模型进行简化并导入Adams软件,得到了刨头沿垂直煤壁方向和平面扭转振动的仿真曲线,为研究刨煤机的振动、改进设计、合理确定刨煤机的参数提供了理论依据。     

基于人工鱼群算法的喷油系统断油电磁阀的优化设计

为合理选择和正确设计柴油自卸车喷油系统的断油电磁阀,根据电磁阀的结构特点,建立了在自卸车出现转速失控时喷油系统断油时间最短的目标函数。利用人工鱼群算法对断油电磁阀的阀芯质量、弹簧刚度、线圈匝数、工作气隙、阀芯举升高度进行优化,得出断油电磁阀的最佳动态响应参数,并利用HYDSIM分析了优化前后喷油系统的响应特性。结果表明：断油电磁阀参数优化后的喷油系统比优化前的系统的响应时间减小了5．59ms,能更有效地控制柴油机自卸车转速失控,明显提高柴油自卸车的运行安全和使用寿命．     

集装箱中零担货物合理混载的遗传退火进化算法

本文从缩小搜索区域、增强算法的收敛性以及缩短计算时间的角度出发，提出应用遗传退火进化算法求解零担货物在集装箱中合理装载问题，阐明了该算法的具体实现过程，并通过实际数值计算表明该算法优于传统的计算方法。     

多目标机器学习钢的四种力学性能

预报钢材的力学性能对其研发和应用都具有重要作用.本文对360条源自日本国立材料研究所(NIMS)数据库的钢材数据,使用正则化线性回归、随机森林和人工神经网络三种机器学习方法对钢材的疲劳强度、拉伸强度、断裂强度和硬度四种力学性能进行多目标机器学习,即使用一组特征变量来描述这四种目标函数,并使用MultiTaskLasso、特征重要性和复相关系数三种方法对特征变量的重要程度进行了排序,也用"面积法"来平衡模型复杂度(特征个数)与预测精度,且通过线性回归给出了基于化学成分、制备工艺参数、夹杂物参数的解析表达式,对四种力学性能具有较好的预测能力.作为对比,本文还使用原子半径、价电子数和鲍林电负性等9种原子尺度特征替代9种元素特征后进行多目标机器学习建模和预测,计算结果显示原子尺度特征同样具备较好的预测能力.     

钢丝绳芯胶带芯绳断裂问题以及计算机模拟

钢丝绳芯胶带是钢丝绳芯带式输送机的主要部件，断带是带式输送机经常出现的重大事故之一。根据复合材料结构力学理论，建立了部分芯绳断裂的张力分配的力学和数学模型，运用微机对此问题做了模拟研究。并得出了相关结论。     

基于红外辐射特征的空间目标属性预测

利用空间目标红外辐射测量数据,提出了系统的计算分析方法,对空间目标的温度、发射率等属性进行预测,进而判断空间目标的类型和运行状态.通过建立空间目标红外辐射光谱计算模型,模拟了探测器接收到的红外辐射光谱信号,采用独立成分分析方法提取了空间目标不同材料的光谱发射率特征,判断了空间目标的部件个数和材料类型,采用最小二乘拟合方法反演了空间目标各部件的投影面积与表面温度.模拟结果表明:该方法对空间目标参数的反演误差较小,能够实现对空间目标属性的预测.研究成果对于空间目标类型和状态的判断,具有十分重要的意义.     

基于散体动力学理论的掘进机星轮装载机构研究

为了解决掘进机星轮对物料推力过大,物料因惯性而不随轮齿同步运动的问题,运用散体动力学理论分析掘进机装载机构的星轮轮齿推移物料的运动过程.建立力学和数学模型,推导出掘进机星轮机构装载过程中保持物料稳定运行的推力计算公式和轮齿许用加速度范围;并用计算机模拟轮齿推力与轮齿参数的关系,提出了轮齿推移物料的动力学模型和方程,为星轮装载机构的设计和研究提供了参考依据.     

可移动可弯曲输送机转向油缸控制方法研究

以可移动可弯曲输送机为研究对象,对输送机转弯过程中油缸的控制方法进行探讨。建立整机虚拟样机后,依次记录牵引车转弯角度;计算牵引车轨迹;计算各转向油缸对应伸出时间与位移;控制器控制辅助转向;最后完成轨迹跟踪。仿真分析证明该控制方法正确可行。     

高室压发动机系统适用性研究

应用Gibbs自由能法和喷管冻结流动模型,时双组元液体发动机推力室进行了热力气动计算;以系统总质量为目标函数,建立了姿轨控推进系统仿真模型,分析了推力室压强对系统性能参数的影响. 结果 表明：在空间尺寸受限条件下,提高推力室压强,可有效缩小推力室尺寸,增加喷管面积比,提高发动杌比冲和系统总体性能.但当推力室压强较高时,这种效果减缓,同时推进系统总质量增幅较大,设计时应综合权衡.     

植被状态指数和温度条件指数的提取方法

NDVI最大值最小值和地表温度最大值最小值分别是计算植被状态指数（VCI）和温度条件指数（TCI）的关键参数。本文在介绍国内外提取四个参数的研究应用情况的基础上，充分考虑了各地区温度、地形等的影响，提出了新的提取方法，以适应全国范围内的旱情监测。针对各影响因子的分析表明，本文提出的参数提取方法是合理可行的。     

基于频响函数的结构惯性参数识别及应用

为了快速、准确地测量某动力总成的结构惯性参数以进行新产品开发设计,根据频响函数曲线的质量线理论、刚体动力学原理,本文推导了基于频响函数识别结构惯性参数的基本理论。然后设置验证试验,通过试验验证了该理论的正确性、测量系统的可靠性、准确性,并标定了试验误差。最后,应用该系统成功测取了某摩托车动力总成的惯性参数,为整车优化配置设计提供了必不可少的参数。试验结果表明:该法简便快捷,计算精度完全可以满足工程设计应用的要求,特别适用于复杂、不规则结构。     

水驱油两相流物理模拟相似参数的敏感性分析

提出了相似参数的敏感性分析方法, 定义了表征目标函数对相似参数依赖程度的敏感因子. 以五点法井网为基础, 建立了考虑重力、毛管力、油水和岩石压缩性等因素影响的三维两相水驱油物理模拟的相似准则. 通过相似参数的敏感性数值实验, 定量分析了各个相似参数对于水驱油计算结果的影响程度, 即对各个相似参数的敏感因子进行比较, 确定了各个相似参数的主次关系. 结果表明: 各个相似参数的敏感因子在10^-4 ~10⁰, 为定量确定水驱油物理模拟主要相似参数, 实现部分相似提供了理论依据和设计原则.     

基于参数平均的防冰热载荷计算方法

提出了一种通过参数平均计算防冰热载荷的集总参数法,该方法通过计算流体力学中的欧拉两相流模型计算过冷水滴的撞击特性和总水收集量,采用附面层积分法和热流法获取表面对流换热系数并进行平均,在防护区域内以表面平均温度为输入条件,整体考虑水滴蒸发量和撞击量,对参数进行集总求解,直接求解完全蒸发防冰热载荷。相比传统微元方法,该方法能减少避免计算迭代,效率更高。通过对某机翼翼型的防冰热载荷计算结果的对比,本文方法误差较小,满足工程要求。     

载人登月自由返回轨道设计及特性分析

建立了满足载人登月任务约束的绕月自由返回轨道设计模型,将解析法和数值法有效结合起来,提出了一种从初步设计到高精度设计的串行轨道设计策略,仿真结果表明此方法具有求解精度高,计算速度快的特点．通过大量计算仿真,对自由返回轨道的可达月球轨道参数、返回参数、转移速度等轨道特性做出了分析,为载人登月任务轨道方案的制定提供参考．     

刨煤机刨刀刨削煤层动力学模拟研究

刨刀刨削煤壁的过程中,切削角和刨刀的宽度影响刨刀的受力.为了减小刨刀的受力及冲击,根据刨煤机的实际工况,建立刨煤机刨削煤层的三维模型,并运用Hypermesh和LS-DYNA分析单个刨刀刨削煤层的受力状态.对不同切削角的刨刀进行仿真分析,结果表明:切削角为90°时,刨刀受力较大;切削角为70°时,刨刀受力较小.对不同宽度的刨刀进行仿真分析,结果表明:宽刨刀对煤层刨削区域影响大,刨削阻力较大,有利于刨削脆性煤层;窄刨刀对煤层的刨削区域影响小,刨削阻力小,有利于刨削粘性煤层.     

正交优化设计将在技术创新和企业发展中发挥重大作用

正交优化设计包括正交试验法和三次设计，正交试验法是用规范化的正交表安排多因素试验方案或设计多因素计算方案（多数使用计算机）实现最优化的科学方法。产品的三次设计，第一次叫系统设计，主要是专业技术领域的工作；第二次叫参数设计，研究工艺参数或课题参数的合理搭配；第三次叫容差设计，研究如何选择参数的误差精度使总的效益最好。正交优化设计能大大促进各行业的工艺改革和新产品的优化设计，从而保证产品质量和降低成本，带来巨大的经济效益和社会效益。这种方法将在技术创新和企业发展中发挥重大作用。     

不同运行环境下高速列车外形气动优化

基于多目标遗传算法NSGA-II和近似模型方法,以明线列车气动阻力和侧风下头车倾覆力矩为优化目标,对列车三维外形进行气动优化设计.建立了基于Hicks-Henne型函数的列车三维参数化模型,对比分析了不同近似模型对列车气动力计算近似精度的影响.研究了列车头部纵向轮廓线、头部水平轮廓线、车身截面形状、鼻尖形状、排障器形状、头部侧翼形状、列车车身高度以及宽度等外形因素对列车在不同运行环境下气动性能的影响,得到了影响优化目标的关键变量.优化结果表明:优化后的列车外形向着头型更尖扁,横断面积更小,车身侧壁弧度增加的方向变化;与原始模型相比较,优化后明线列车气动阻力最大幅值减小了17.5%,侧风下头车侧滚力矩最大幅值减小了22.9%.     

非连续变形分析方法变分不等式提法的外梯度法

在非连续变形分析法(DDA)中块体之间的接触约束是通过罚函数法实现的,罚乘子的选择是否合理将直接影响到数值计算能否顺利进行和计算结果是否可信.本项研究将接触力作为独立未知量,采用变分不等式描述典型"角-边"格式接触在切向和法向上必须满足的接触条件,将DDA重构为一个变分不等式问题,然后采用外梯度法(extra-gradient method)进行求解,在避开引入罚乘子的同时也无须进行"开-闭迭代",其表达形式紧凑,求解计算过程可避开大规模非线性方程组的求解,只需进行投影操作,通过算例的应用表明该方案是可行的、且可更高精度地满足接触条件.     

岩爆倾向性分析的CW-GT-TODIM预测模型及其应用

综合CW-GT法和TODIM法得到新组合预测模型,用于对岩爆倾向性进行预测。从应力、岩性与围岩方面选取了影响岩爆的8个主要评价指标,构建岩爆等级综合指标预测体系,再通过CW-GT法确定各评价指标的合理组合权重,进而结合TODIM法分别计算得到每个岩爆等级的总体感知优越度,从而预测得到相应岩爆等级。判断结果与AHP-TOPSIS和AHP-FUZZY综合评判模型的结果相吻合,实践表明:该模型适用于岩爆等级的预测,且预测的计算过程简单、清晰,为岩爆等级的预测问题提供了一条新的途径。     

多频多单站地下目标成像的自聚焦算法

提出一种基于多频多单站体制的均匀地下介质中二维目标自聚焦成像算法.在Born近似下采用半空间谱域格林函数和目标的爆炸点模型推导出地下目标反演成像公式,借助快速Fourier变换实现地下目标的快速实时成像,避开了耗时较多的大型病态矩阵的正则化求解.针对地下介质电磁参数未知的情况,根据时间反转成像的原理和最小熵准则,进一步提出了目标的自聚焦算法.通过熵计算选取最优聚焦时间确定最优的聚焦图像,修正由于地下介质电磁参数估计偏差引起的成像的目标位置偏移及图像退化.文中用数值仿真的结果证明了在地下介质电磁参数未知情况下,提出的算法能在较短的计算时间内得到好的成像结果.