纳米压痕过程温度影响的分子动力学研究

建立了基于AFM的单晶铜薄膜纳米压痕过程的三维分子动力学模型,采用Morse势函数计算试件原子与压头原子之间,试件原子之间的相互作用关系.研究了不同温度的纳米压痕过翟中试件变形区域大小、系统能量变化.结果显示单晶铜薄膜的纳米压痕的力学机理是非晶态产生的变形.温度对纳米压痕过程有显著的影响.压痕过程中试件材料变形区域面积随着温度的增高而增加.不同温度下的系统势能-步长曲线的变化趋势基本相同,但是系统势能值随着温度的增加而减小.     

用于虚拟力觉再现的弹簧-质点力/变形模型研究

为提高虚拟力觉再现的精度与实时性,提出了一种弹簧-质点力/变形模型,它将物体以受力点为中心,沿径向方向分割为呈同心圆分布的弹簧-质点系统。系统中各个质点的相对位移的叠加对外等效为物体表面变形,与之相连的弹簧弹性力的合力等于物体表面的接触力。该方法由于分割只涉及到发生变形的局部区域,不需要对整个物体进行大量的矩阵运算;进行了基于图像边缘检测的变形测量,推导了模型参数;基于此力变形模型,利用DELTA手控器,进行了柔性物体接触变形以及实时虚拟力反馈的半物理仿真。     

考虑接触摩擦的金属捻线捻制成形过程计算机模拟

建立了捻线捻制成形过程中的接触摩擦模型，采用小球分裂算法和Augmented Lagrangian法进行接触搜索和接触力计算。提出钢丝绳捻制成形计算机模拟的系统模型，系统能够生成可被ANSYS直接调用进行非线性分析的APDL，数据文件。对钢丝绳一次捻制成形过程进行了模拟计算。研究结果表明，非零自扭转系数较自扭转系数取值0．0时，相应的法向接触压力和摩擦接触应力的值较大，且接触应力沿螺旋线呈条状分布；非零摩擦系数与无摩擦条件相比，相应捻制加工应力应变的值较大，且自扭转系数等于1．0时，线截面内的剪应力最小，塑性区对弹性区的制约较小，弹性恢复较大；考虑摩擦时钢线表面的轴向残余应力计算结果比无摩擦条件下的计算结果更接近实验结果。     

单晶铜AFM加工过程的分子动力学模拟

建立了AFM针尖切削单晶铜的分子动力学模型。分别采用对势Morse势和多体势EAM势计算工件原子之间的相互作用,研究了不同势能函数对模拟结果的影响。发现两种不同势能函数作用下切屑和加工表面的形成的差别很小,但是用Morse势时系统的势能和牛顿层的温度比用EAM势时要大。用EAM势计算工件原子之间的相互作用,分析了不同切削深度下系统势能、工件单个原子势能的变化,发现随着切削深度的增加,系统势能增长的斜率增加,单个工件原子势能突变的梯度减小。     

温度对单晶铝裂纹扩展影响的分子动力学模拟

使用三维分子动力学方法模拟了单晶铝预制初始裂纹扩展过程,研究了裂纹扩展机理,及温度对裂纹扩展过程的影响。采用Morse势计算原子之间的相互作用关系。研究结果表明,裂纹尖端由于原子晶格发生重组发射位错,导致裂纹尖端出现畸变,裂纹开始扩展。温度对裂纹扩展过程中裂纹形貌、原子晶格变形程度、系统势能有显著影响。     

二元合金多晶粒枝晶生长相场法模拟

利用耦合溶质场的相场模型模拟计算了Ni-Cu二元合金单晶粒和多晶粒枝晶生长过程。计算结果表明:枝晶生长初期,在枝晶相互接触碰撞前,晶粒间无相互影响,与单晶粒生长过程相同;在枝晶相互接触碰撞的区域和计算区域边界出现溶质的富集,造成了实际过冷度的减小从而抑制了枝晶的生长速度,致使枝晶的生长受到了抑制,出现了枝晶弯曲、尖端变秃等现象;在枝晶没有相互接触区域因实际过冷度不同出现了择优现象,多晶粒生长过程不能简单地看成是多个独立单晶粒在空间上的叠加。将计算模拟结果和实验结果进行了比较,两者吻合良好。     

带传动系统的多体动力学建模与接触振动研究

结合刚性有限元法和多体动力学方法,提出带传动系统的多体接触的相对坐标递推动力学建模的新方法.以等效的柔性连接力来描述带的柔性变形,结合带体单元结点的相对坐标和面-面接触方法,建立了带传动系统的多体动态接触动力学模型.以平带传动系统为例,新方法综合考虑了柔性带的柔性效应,带体单元与传动轮之间的动态接触、转速、摩擦等因素,分析出带传动系统的横向振动位移、弯矩、动态接触力和张紧力等动力响应特性和接触振动特性.结果表明新方法能有效地计算带传动系统的柔性带的振动特性和接触动力响应等动力学响应特性,为带传动系统的动态设计与改进提供重要的参考数据和理论依据.     

基于碰撞接触的弹管多体动力学建模与仿真

基于接触碰撞理论,建立了火箭武器发射过程中弹管接触碰撞的多体动力学模型,该碰撞模型充分考虑了影响碰撞刚度和阻尼的因素,尤其是碰撞速度较高时速度对碰撞刚度的影响不能忽略。通过仿真计算,获得了通过一般试验方法较难测试到的碰撞接触力及火箭弹在管内的复杂运动情况。仿真结果为火箭武器的设计和分析提供了一定的参考价值。     

梯形载荷下圆筒内粒子系统运动的数值仿真

活塞在梯形载荷的作用下,对圆筒内由大量钢球粒子组成的粒子系统产生挤压。粒子-粒子、粒子-边界间频繁的发生接触和分离,甚至每一次接触中,也会发生依附和滑动之间的过渡。为了数值仿真这个过程,首先采用快速接触识别算法,找到每一时间步内粒子系统中所有接触粒子对,然后建立了接触粒子对的接触模型。通过跟踪系统中的所有粒子的运动和受力情况,获得了整个粒子系统运动的数值仿真结果。仿真结果表明,在不同的载荷时整个粒子系统存在各自的暂时稳定状态,和实际情况相符,说明了接触模型的正确性。     

保证金制度、跨市套利和沪铜主力合约的迁徙行为

为了解释沪铜主力合约从2003年10月开始所发生奇特的迁徙现象,采用非参检验、格兰杰引导关系检验和协整关系检验等方法,从保证金制度和跨市套利者的交易行为角度进行了解释.主要结论有:1)上海期货交易所的保证金提高制度在一定程度上可解释沪铜主力合约的迁徙现象;2)国内套利者在伦铜和沪铜两个市场的套利行为可能是沪铜主力合约奇特迁徙现象的重要原因;3)上述跨市套利是有限套利,投资者的有限理性与市场制度的不完善是其产生的原因.     

未来中国汽车类型发展预测及节能减排效益分析

在化石能源不断减少和环境污染逐步加剧的背景下,随着新能源汽车的快速发展及汽车类型的不断增加,未来中国汽车的节能减排效益值得分析.本文首先引入反映生物种群竞争机制的Lotka-Volterra模型,分析传统汽车、电动汽车及天然气汽车三种车型未来40年的保有量变化趋势;结合汽车使用过程中的能耗和排放量、燃料生产过程中的能耗和排放量、三种车型的保有量等相关数据,定量分析未来汽车类型变化带来的节能减排效益.结果表明:未来传统汽车和天然气汽车保有量将呈先增后减的抛物线趋势变化,电动汽车保有量呈"S"趋势持续增长;未来汽车的总能耗及碳排放量均呈先增后减的抛物线趋势变化.     

中国金融市场的风险溢出效应研究——基于溢出指数和复杂网络方法

基于信息溢出视角,采用溢出指数和复杂网络方法,从静态和动态角度测度我国金融市场风险溢出的强度和方向,识别危机中的风险中心及演化.研究表明,我国金融系统风险溢出具有波动性、不确定性及不对称性,整体联动能力较强;各市场滞后效应明显;市场受到冲击时接受风险的程度与其对外溢出风险的程度呈相反变动趋势;货币市场尤其是回购市场是金融系统的风险中心,对外风险溢出效应最强,但在危机发生时相对减弱,而金属、股票、房地产等市场在危机时的风险溢出作用显著增强;债券和外汇市场被动接受风险的能力最强.     

基于时间切变Gabor原子的时频建模

对尺度高斯函数与线性调频因子卷积,再做频移和时移,得到了具有四个可调参数的时间切变Gabor原子,其时频分布为聚集于其时间中心和频率中心的具有时间倾斜特性的能量曲线。给出了基于该原子集合的频域自适应信号子空间分解和相应的参数自适应时频分布,其中每步分解都采用模拟变焦距过程估计所得原子的四个参数,可用于对非平稳信号中线性和非线性变频成份进行建模和分析。     

中国铜期货市场期货价格期限结构研究

分析了我国上海期货交易所的铜期货不同到期期限的期货合约的价格数据,研究了铜期货价格的期限结构,样本期为2004-09—2012-12.结合Kolb提出的统计量,首先对铜期货市场的现货升水特征进行了统计分析.接下来,结合Gibson等提出的似无关回归分析(SUR)的方法,利用代理变量对现货价格和便利收益率的时间序列性质进行了检验,揭示了现货价格和便利收益率均是均值回转的过程,也说明Schwartz提出的两因子模型适用于拟合我国的铜期货合约价格.因此,本文构建了价格期限结构的两因子模型,并利用状态空间模型和卡尔曼滤波方法进行估计.实证结果揭示了我国铜期货在金融危机之前具有相对稳定的现货升水特征,尤其在2006年之前更为明显;金融危机时期该特征曾发生异常逆转;危机过后较长一段时间铜期货市场无明显特征,近期现货升水特征逐渐恢复但仍很微弱.     

ENSO对陕西省棉花主产区气候及棉花单产量的影响

依据1960-2010年NOAA Nino3.4区海温数据和渭南市气象及棉花产量统计数据,主要应用Mann-Kendal检验法、小波分析法及其他数理统计方法对陕西省棉花主产区（渭南市）的气候变化、棉花单产量、ENSO的特征及3者之间的关系进行了分析,结果显示：①近50 a来,厄尔尼诺影响年份有20 a、拉尼娜影响年份有17 a;Nino3.4区的海温在1978年左右发生了增温突变且突变后厄尔尼诺现象对气候的影响作用加强。②近50 a来,渭南市的暖干化趋势明显;降水量和气温的震荡主周期为27 a,且在27 a尺度上同步经历了增加—减少—增加的变化过程且均在1978年、1995年前后分别发生突变。③在厄尔尼诺影响年份,气温和棉花单产量呈上升趋势,降水量呈减少趋势,在拉尼娜影响年份则相反。研究成果可为有关部门在对陕西省的棉花产量和品质预测分析时提供一定的参考。     

开源软件系统中社会-技术网络的协同演化分析

收集了开源软件项目Vuze 10个连续版本的源代码与开发者交互历史数据,构建对应的软件网络与开发者网络,依次从网络规模、平均度、最短路径和聚类系数,以及社区结构4个方面对比了两类网络的协同演化。结果表明:软件网络以3-4个版本周期性增长,而开发者网络呈明显的线性增长;整体上平均度均满足近似线性增长;"小世界"特性越来越明显,最短路径周期性下降,但开发者间局部合作更明显;模块度呈下降趋势,但开发者网络中波动更大。     

中国上市公司普通可转债和分离交易可转债融资选择

因具有较多的相似之处,普通可转债和分离交易可转债通常被归为同一门类,但对发行公司而言,它们却是两种明显不同的融资工具。本文运用单变量分析和二项log it回归分析对中国上市公司普通可转债和分离交易可转债的融资选择进行研究后发现,普通可转债发行公司和分离交易可转债发行公司在财务特征方面存在显著的差异,分离交易可转债发行公司的净资产和长期负债比率较高;宏观经济周期、公司财务特征和股权结构对发行公司可转债融资选择有显著的影响。当宏观经济上行时,规模越大、长期负债比率越高、第一大股东持股比例越高的公司越倾向于选择分离交易可转债。     

西安市极端降水频数的变化特征及旱涝趋势

利用西安市1951—2006年的逐日降水资料和1992～2006年的逐时降水资料,采用数理统计、5年滑动平均等方法研究了西安市大降水和极端降水的年际、年内变化特征;并运用马尔可夫模型对未来5a旱涝状况进行了预测。结果表明：近56a来西安市大降水频数呈减少趋势;其月际变化呈双峰型,主要集中在7-9月,7月最多,1月和12月无大降水事件发生;旬际变化峰谷波动较多,主要集中在7月和9月上旬,7月上旬最多。而极端降水频数则呈现明显的增加趋势,主要集中在6—8月,7月最多;从日变化看,主要发生在7：00,其次为17：00;晚上偏多,且由多到少的时间排序为：后半夜→下午→前半夜→上午。该市2007年降水量“偏涝”的概率较大,2008～2011年处于“正常值”的概率较大。图3。表5．参17。     

重力解脱方式下AUV的载荷分离运动分析

自主式水下航行器(AUV)可视为由载荷与运载体组成。研究了重力解脱方式下的载荷分离运动。考虑到分离过程中载荷与运载体之间存在约束,建立了分离时AUV的整体运动方程并进行了仿真。结果表明,对于负浮力的载荷,分离前速度增大,碰撞可能性会降低,过大或过小的预定分离角会增加碰撞发生机率,而与未考虑运载体运动的影响时相比,分离安全性会有所降低。     

复杂产品研发项目技术风险扩散建模与仿真

通过识别复杂产品研发项目中任务间功能关联和组织任务间执行关联,建立基于技术关联的研发项目组织-任务相依网络模型.在此基础上,分析技术风险事件发生时组织任务间相互作用机理,构建复杂产品研发项目技术风险扩散动力学模型,并针对由少数任务引发的技术风险扩散进行仿真.结果表明:少数任务引发的技术风险扩散会在短时间内造成较大影响,扩散过程经历缓慢扩散,失控扩散,最终达到相对稳定状态;扩散范围与组织网络规模呈近似"倒U"型关系;组织网络规模一定时,组织任务间执行关联越均匀,相依网络鲁棒性越差;存在最佳风险资源投入量使得技术风险的影响范围保持在最低水平;不同袭击策略对技术风险扩散的影响没有明显差异.研究成果丰富了风险扩散动力学理论,对提高复杂产品研发项目抗风险能力提供建议.