某太阳能无人机翼梁设计与优化

太阳能无人机有高空、长航时、巡航速度低、铺设太阳能电池板、大展弦比等特点,这对其结构要求更加严格。本文根据气动载荷分析了主梁的受载情况,根据翼梁受载对机翼主梁进行等强度初步设计,并在此基础上,采用多目标粒子群优化方法对主梁的上、下边缘的复合材料层进行优化,并与传统翼梁结构进行比较。优化结果表明,优化后的梁可以满足翼梁的设计要求。     

基于无人机摄影测量的桥梁实景三维重建

【目的】随着三维建模技术的发展，建筑信息模型已成为工程分析和信息化管理的基础。对实际工程中缺失设计资料的老旧桥梁进行智能化检测和可视化管理及维护具有重要意义。【方法】针对老旧桥梁结构，提出基于无人机摄影测量的三维形态测量法，利用搭载单目相机的无人机来采集綦江城北大桥和内江沱江四美大桥的引桥部分影像，利用Smart3D软件来重建桥梁结构的实景三维模型，测量其具体尺寸，并与设计图纸进行对比分析。【结果】仿真结果证明了该方法的可行性，获取到的桥梁三维实景模型纹理清晰、尺寸数据精度较高。【结论】了解桥梁结构的状况及获取尺度数据，为后续BIM重建提供数据支持。     

装配式组合结构半刚性梁柱节点的受力性能研究

【目的】通过对现行装配式组合结构梁柱节点形式的调研分析，结合理论计算提出一种新型螺栓连接节点。【方法】采用有限元程序对高强螺栓受力性能和节点试件进行模拟分析，验证了设计方法的可行性。【结果】研究发现高强螺栓节点具有较好的抗震性能，且增设牛担板抗剪，提升了节点的承载力、刚度和耗能能力。【结论】为装配式框架节点的研究分析提供理论基础。     

区间通过能力临时失效条件下高速列车运行调整方法

【目的】分析高速列车运行模式及高速列车在运行过程中受到的多种外界干扰，在区间通过能力临时失效干扰的前提下，为高速列车运行调整提供一种可行的建模及求解方法。【方法】确定高速列车运行调整优化的目标函数，结合高速列车运行的实际情况，将列车运行调整过程转化成相应约束条件，建立区间通过能力临时失效条件下高速列车运行调整混合整数线性规划模型。同时，设计滚动时域算法对模型分阶段进行求解，力争在较短时间内给出调整方案。【结果】基于部分京沪高速铁路列车运行图数据，对所提出的模型与算法进行仿真验证与分析。【结论】仿真试验证明，采取调整方法可有效减小干扰对列车运行秩序的影响。     

四足机器人结构设计及步态仿真研究

【目的】为提高四足机器人在复杂地面行走时的稳定性,对四足机器人结构进行设计,并对其步态进行仿真。【方法】基于哺乳动物的腿部结构,在SOLIDWORKS软件中构建四足机器人的三维模型,使用D-H模型法构建出腿部结构的运动学模型,通过运动学分析,得到四足机器人的足端运动轨迹图,并以Walk步态在V-REP仿真软件中进行仿真分析。【结果】本研究设计出一种结构简单、具有十二自由度的四足机器人。【结论】仿真结果证明,该机器人的机构设计有效,能实现稳步行走。本研究的研究成果为该类机器人的设计提供依据。     

基于性能的钢结构减震设计方法研究

【目的】为了满足社会发展需求，越来越多的钢结构建筑出现在人们的生活中，其中地震灾害是任何建筑物都要克服的困难。【方法】本研究通过介绍基于性能的抗震设计理论，并以现有的多层钢结构为模型，运用有限元分析软件Etabs对多层钢结构减震设计进行分析。【结果】通过建立三种减震结构模型，对其进行模拟分析。根据规范要求选取三条地震波，并对其进行多遇、罕遇地震下的动力时程分析，并对比三阶振型，均满足规范要求。【结论】通过对比结构的层间位移、顶点加速度，发现增加屈曲约束支撑后的钢结构的减震效果明显，能有效提升结构的性能。     

框架结构中楼梯抗侧刚度的影响因素及计算方法研究

【目的】楼梯间是结构抗震设计的关键和薄弱环节。楼梯构件的抗侧刚度决定着地震作用的分配，是结构抗震计算中的重要参数，目前还没有合适的计算方法。【方法】以框架结构的楼梯间作为研究对象，选取楼梯间的开间、进深和层高等作为影响因素，采用有限元分析的方法，建立分析模型，改变相关参数，通过对楼梯间施加层间侧移，分析得出楼梯抗侧刚度的相关数据。【结果】结果表明：当其他影响因素不变时，减小楼梯间的层高和开间宽度都可以提高楼梯的抗侧刚度。【结论】最后，本研究采用拟合回归的方法，建立了楼梯抗侧刚度的计算公式，为框架结构中楼梯的抗震设计提供参考。     

基于抗侧刚度比的混凝土框架结构减震性能分析

【目的】酒店结构常常会因为建筑使用功能的要求首层层高做得很高，随之而来的是首层会出现薄弱层结构在地震作用下必然会在首层应力集中，加剧结构的破坏。【方法】对于这类问题，本研究以实际的酒店工程为例，通过有限元软件ETABS，对纯混凝土框架结构和增加屈曲约束支撑刚度比为0.5、1.0、1.5、2.0的结构建模分析，并按规定选取二条天然波和一条天然波，对其进行动力特性分析及动力响应分析。【结果】从分析中可知，随着抗侧刚度比的增加，结构的层间位移角、楼层位移等都有明显的减小趋势，当抗侧刚度比为1.0时，效果最明显。继续增加抗侧刚度比，结构的动力特性减小不再显著，但顶部楼层的动力响应有增大趋势。【结论】因此，通过合理设置支撑与结构的抗侧刚度比可以实现很好的耗能减震效果。     

无人机航迹规划系统的设计与实现

【目的】航迹规划程序UFP(UAV飞行规划)是无人机任务规划系统的核心，也是目前科研人员研究的重点。为了确保无人机能顺利完成各种作战计划任务，任务规划系统必须对各种战场因素进行综合分析。【方法】通过人工设计和操作，可直接将任务指令传输给无人机，基于.NET的无人机航线规划系统，使用数字高程模型图，并采用Dijkstra算法来寻找最优的飞行航迹。【结果】选择适合战场因素和自身性能指标的最优航迹，从而确保无人机能安全、按时抵达任务区域，并按任务规划来完成既定任务。【结论】无人机航迹规划系统作为当今战争的重要支撑，运用该系统能大大提高作战效能，进而巩固国防。     

钢筋混凝土梁正截面加固设计研究

【目的】针对某既有钢筋混凝土框架结构厂房由于变更生产线，楼面恒、活荷载增加，原有钢筋混凝土梁正截面受弯承载力不满足要求而进行梁的加固设计研究。【方法】采用PKPM计算模拟法、对比分析法对各种加固方案进行分析，采用价值工程模型优选加固方案。【结果】经综合分析，梁正截面加固最终采用部分粘贴碳纤维布、部分增大截面的混合加固方案。【结论】采用混合加固方案可以根据工程具体情况在考虑安全性的前提下兼顾经济性及工期，并且加固计算中应适当考虑梁中受压钢筋的作用，按双筋梁对PKPM的计算结果进行调整，优化加固设计。     

基于归一化高斯网络的同步磁阻电机拓扑优化

【目的】解决传统电机参数优化设计中依赖设计者经验，且无法产生新型拓扑的问题。【方法】基于归一化高斯网络，提出一种能对同步磁阻电机进行拓扑优化的方法。通过将多个中心点不同的、带权重的高斯函数组合成归一化高斯网络，利用归一化高斯网络来输出确定的同步磁阻电机拓扑结构，并使用遗传算法对网络权重进行优化。【结果】以电机平均转矩和转矩波动为优化目标，采用拓扑优化方法，对同步磁阻电机的转子部分进行优化，优化后的电机转矩性能得到大大提高。【结论】研究结果表明，拓扑优化方法能在不依赖设计者经验的前提下生成新型拓扑结构，并达到优化电机性能的目的。     

无人机搭载消防救援装置应用研究

【目的】随着社会和科学技术不断发展，无人机运用范围也愈加广泛。无人机也可应用于消防救援。【方法】本研究主要探讨将无人机应用于消防救援中的优势，基于无人机搭载救援装置的设计方案，无人机在进行消防救援工作时的主要用途。【结果】在火灾现场，利用无人机救援技术可以对火灾做出全面侦察，做出更合理的消防救援行动，保障受困群众的生命安全。【结论】无人机救援技术刚刚起步，还需继续努力创新，才能满足消防救援条件。     

火灾下钢筋混凝土梁温度场数值模拟研究

【目目的的】为研究钢筋混凝土梁在火灾作用下的抗火性能。【方法】运用ABAQUS有限元软件来建立钢筋混凝土梁传热模型，模拟钢筋混凝土梁截面在四面受火作用下的温度场变化情况，并分析梁截面温度的分布规律，从而研究防火涂层类型、涂层厚度对梁截面温度场分布的影响。【结结果果】研究结果表明，在涂有三种不同防火涂层后，梁截面温度会有不同程度的降低，涂抹相同类型涂料时，涂层越厚，同一时刻下钢筋的温度越低。相对而言，膨胀型防火涂料（超薄型和薄型）对梁截面温度的降低作用更明显。【结论】因此，防火涂层能有效提高钢筋混凝土梁的耐火性能。     

基于改进SSA-VMD的列车门丝杠机构故障诊断技术研究

【目的】为解决地铁运行时因列车门噪声过大而导致故障诊断难的问题,以列车门为研究对象,提出一种基于改进麻雀搜索（SSA）算法的变分模态分解（VMD）振动信号降噪法,并通过支持向量机来对故障进行诊断。【方法】首先,利用Hénon混沌映射来初始化种群,将非线性权重因子引入群体行为阶段,并通过Levy飞行策略及柯西变异对位置进行更新。其次,通过改进的麻雀搜索算法对变分模态分解算法中的惩罚因子α和模态分解数K进行全局寻优,确定参数分解并重构,得到降噪信号。最后,使用主成分分析法（PCA）来提取特征,并利用支持向量机（SVM）来诊断故障。【结果】试验结果表明,该方法对振动信号的降噪效果明显,故障诊断准确率达91%,验证了该方法的有效性。【结论】该方法能有效克服传统VMD去噪参数难以选取的问题,对列车门故障诊断研究具有一定的参考价值。     

基于三步法的二级倒立摆系统研究

【目的】为解决二级倒立摆系统非线性和强耦合问题，获得更好的稳定性和控制性，本研究设计一种基于三步法的控制器。【方法】建立二级倒立摆系统的状态空间模型，并划分为三个子系统。按照三步法控制器的设计步骤，对二级倒立摆子系统进行控制器设计，避免倒立摆系统在整体分析时出现耦合问题。【结果】通过李雅普诺夫函数证明了该控制器的稳定性。【结论】仿真结果证明，该控制器在二级倒立摆系统稳定控制中的有效性，具有更小的超调和平稳的响应过程。     

土体压密注浆过程的抬升数值模拟

【目的】为了减少压密注浆过程土体抬动位移过大而引发安全事故。【方法】基于有限元软件COMSOL中的线弹性土体本构模型，构建了浆泡在土体中均匀扩张和非均匀扩张两种模式下的抬动数值仿真模型，仿真结果与前人成果进行对比，抬动曲线相吻合，验证了模型的合理性。【结果】通过仿真模型分析了注浆孔高度、扩张方式、注浆量和土体类型对抬动的影响。【结论】该方法为土体压密注浆过程的土体抬动提供了一种分析方法，施工中可以通过提前仿真模拟来降低安全事故。     

电气设备交货周期优化的精益改善分析方法

【目的】在制造企业进行“智改数转”时需要以流程优化为前提的背景下,针对电气设备交货周期过长的情况,设计了一种系统的精益改善分析方法。【方法】首先,对全生产周期内不同阶段的耗时因素进行建模;其次,基于多色集合理论提出了一种影响因素权重矩阵与影响力评估方法,以找出关键影响因素;最后,结合企业现状和改善目标确定精益改善路径并实施。【结果】利用此方法对N公司旗下T产品的生产流程进行精益改善,使其交货周期从19～25 d缩短为16～20 d,满足了T产品在3周内完成交货的精益改善目标。【结论】该精益改善实例印证了所提出方法的实用性与可行性。     

小型强冲击试验机气动弹射装置动态特性研究

【目的】由于舰载设备所受高脉冲威胁越来越强，为了提高其抗冲击上限，针对小型设备，提出一种小型强冲击试验机系统方案。【方法】根据系统工作流程，阐述小型强冲击试验机工作原理，基于气缸弹射原理来建立数学模型，使用AMESIM对气缸弹射装置进行仿真分析，对试验台与波形发生器进行动态特性研究。【结果】该气动弹射装置通过调节储气罐压力来改变试验台的碰撞速度，与波形发生器相撞时，可获得较为理想可控的加速度脉冲，并通过气缸工作原理，控制气体压力防止二次碰撞。【结论】试验结果表明，该冲击试验机气动装置满足设计要求。     

公路隧道缺陷检测及其对隧道结构安全性影响分析

【目的】随着我国公路事业的不断发展，大量公路隧道正在规划和建设，需要进行公路隧道缺陷检测和结构安全性影响分析。【方法】通过对大量新建公路隧道的无损检测，得到了二衬常见的质量缺陷分布规律，运用基于平面应变原理的“地层-结构”法开展数值分析，得到了缺陷状态下二衬结构的安全性状态。【结果】研究结果表明：二衬厚度不足和二衬背后脱空是最常见的衬砌缺陷。二衬厚度不足会导致缺陷部位二衬结构的安全性显著降低；二衬背后脱空易导致隧道全断面安全性降低，此时二衬易发生受拉损伤。【结论】研究成果可为公路隧道的检测和安全性分析提供参考。     

钢骨-钢管混凝土压弯构件受力性能分析

【目的】为了研究内置钢骨对钢管混凝土（CFST）压弯构件受力性能的影响。【方法】采用ABAQUS有限元软件建立了内置不同截面钢骨的CFST压弯构件有限元模型，通过已有试验对模型的合理性进行了验证。在此基础上分析了3种不同截面压弯构件的工作机理，包括构件的侧向承载力、轴力和弯矩分布发展，以及应力和破坏形态。【结果】结果表明：在CFST中配置钢骨可以显著提高压弯构件的侧向承载力，圆钢管对承载力的提高作用较十字形钢骨更显著。【结论】内置钢骨对组合构件各部件的轴力和弯矩的发展和分布影响显著。侧向加载过程中钢管和钢骨卸载的轴力被混凝土承担，钢管的轴力卸载程度较钢骨更严重。