基于相场模型的一维拉杆脆性断裂分析

基于相场模型分析了受拉结构脆性断裂破坏,介绍了裂缝分布函数和能量耗散函数的构造,根据能量守恒定律推导了相场损伤模型控制方程,并采用交错数值计算方法对方程进行求解.通过对比一维无缺陷受拉杆数值解和解析解论证了数值解的正确性.随后模拟了含几何缺陷受拉结构和含损伤受拉结构断裂破坏,数值结果表明有限元数值模拟相场分析方法能够较准确地模拟破坏区应变局部化行为和脆性断裂.     

纳米SiO2改性聚合物水泥基材料性能试验研究

利用纳米SiO2(Nano-SiO2,NS)可以促进聚合物水泥基材料水化,提升其力学性能、改变其水化产物微观形貌及界面过渡区(Interface Transition Zone,ITZ)性能等特点,采用电液式压力试验机、水泥胶砂干缩比长仪、X射线衍射技术(X-ray Diffraction,XRD)、扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)、X射线能谱仪(Energy Dispersive Spectrometer,EDS)及显微硬度试验等各种宏观与微观测试手段相结合的方法对NS改性聚合物水泥基材料的力学性能、干缩性能、水化产物微观形貌与组成及ITZ相关性能进行研究.结果表明:掺加NS后,大大提高了聚合物水泥砂浆的力学性能,尤其对早期强度提高更为明显.随着NS的掺入,聚合物水泥砂浆干缩率增大,在早期干缩现象更加明显;NS加入改变了聚合物水泥基材料水化产物的数量及C-S-H凝胶微观形貌及组成,促进了聚合物水泥基材料的水化并且降低了C-S-H凝胶的钙硅比.对于ITZ性能,NS掺入使得聚合物水泥硬化浆体-骨料ITZ形貌变得更加致密,减少了ITZ明显的裂缝和孔洞,并且ITZ水化产物丰富密集,C-S-H凝胶明显增多,显微硬度升高.     

类方柱的气动性能和流场特性

以优化方柱气动外形为目的,采用大涡模拟方法,在雷诺数为22 000时,研究了采用不同角、边平面形态及其组合(包括尖角、圆角、直边、凸边和凹边等组合)的类方柱的气动性能和流场特性,重点分析了凸边圆角柱的气动性能随边部曲率半径的变化规律,并通过分析流场结构揭示了平面形态修正对类方柱气动性能影响的作用机理.研究发现,角、边形状修正可显著改变绕流场结构,最终影响类方柱的气动性能:尖角柱体圆角化、直边柱体凸边化能显著降低气动力、负压区强度和涡脱强度,并伴随斯托罗哈数上升;而直边柱体凹边化后气动性能变化趋势相反;不同角边形状的组合中,凸边和圆角的组合可导致分离剪切层更紧贴柱体壁面,上、下侧回流区范围变小,尾流回流区长度增大,涡脱强度减弱,气动力下降.对凸边圆角柱的进一步研究表明,柱体的气动性能对边部曲率半径非常敏感;并存在一最优曲率半径,此时凸边圆角柱的平均和脉动气动力最小,斯托罗哈数最大,尾流长度最长,涡脱强度最低.     

基于机器视觉的机械表走时精度测量

针对机械表读时需要耗费大量人力物力的现象，提出了一种基于机器视觉的自动化机械表精度测量方法. 首先设计了一个用于图片采集的硬件系统，然后在采集到的图片上，利用改进后的mask-rcnn网络，对指针和各区域进行了提取，其次利用canny算子对表盘进行边缘提取，确定各连通域的质心，根据各质心到12点位与6点位之间连线中点的距离关系，筛选出刻度质心，用刻度质心拟合表盘内圆，确定表盘中心的位置. 然后将中心与12点位中心的连线作为测量的基准线，再利用RANSAC最小二乘距离法对各指针的中心线进行提取. 通过计算基准线与中心线之间的角度关系，进而达到用机器读取时间的目的，同时针对机械表的读数识别，提出了误差校正原则，大大提高了机械表精度测量的效率.     

改善后轮独立驱动汽车过弯效率的转矩分配控制

针对分布驱动式电动汽车在转矩分配上较少研究转矩横向分配对驱动车轮滑转率的抑制作用及其对过弯性能的改善这一问题，利用其各轮转矩独立可控的性能优势，提出了一种基于轮胎纵向刚度估计和最佳滑转率识别的转矩定向分配控制方法，以降低驱动轴平均滑转率. 根据轮胎与路面的简化附着特性，理论上分析了转矩定向分配能够降低轴平均滑转率的原因. 采用递归最小二乘法（RLS）设计了轮胎纵向刚度估算器，并基于已估算的轮胎纵向刚度，以及在线识别的车轮的最佳滑转率制定了转矩定向分配控制策略. 仿真试验结果表明，提出的转矩定向分配控制策略可以有效地减小驱动轴的平均滑转率10%以上，而且还能够减小过弯时驾驶员的方向盘转角输入约14%，实现了提高过弯效率和改善转向机动性的双重目的.     

汽车轨迹跟踪模型预测控制的加速求解方法

针对汽车轨迹跟踪模型预测控制求解中存在的规模较大、求解效率较低的问题，提出一种基于时域分解的加速计算方法提高求解效率. 首先引入全局一致性变量，将模型预测控制中邻接控制周期的时域耦合约束转化为全局一致性约束，实现时域解耦；随后在交叉方向乘子法框架下推导了时域分解后优化问题的分块更新方法，并设计了分块更新数值求解问题的停止准则，从而将大规模优化问题转化为小规模子问题；最后搭建了Simulink-CarSim平台进行了算法的仿真验证. 仿真结果表明，在求解精度不变的情况下，求解耗时下降24.21%，从而实现模型预测控制问题的加速求解.     

两种建筑围护结构动态热湿耦合 传递模型对比与验证

对以相对湿度为湿驱动势的两种热湿耦合传递模型（Künzel模型和Liu & Chen模型）进行了对比与全面验证，包括理论验证、模型间验证和实验验证. 使用Fortran程序和COMSOL软件同时进行模拟，模拟结果分别与解析解、其他模型模拟解和单/双侧受控边界条件下的实验数据进行对比，模拟结果与对比值之间有良好的一致性. 将两模型模拟结果进行对比后发现，在吸湿区内低相对湿度段，两模型差异不大；而在吸湿区末段（相对湿度逐渐增大至接近95%），Künzel模型不再能够准确模拟湿分布. 此研究在吸湿范围内充分验证了两个模型，并为将来的热湿耦合模型验证提供参考.     

智能电网环境下电力营销管理系统的优化设计

随着智能电网技术的发展，电力营销管理已经成为当前发展的核心业务，其工作质量高低与供电企业所获经济效益呈正比关系。为了有效地节约能源，减低电网系统中的负载消耗，提出了一种新型的电力营销管理系统优化方案，将电力营销管理系统管理平台划分为营销决策层、营销工作质量管理层、营销业务层和客户服务层，分门别类地管理不同类型的电能信息。并且通过用电优化模型及算法有效地将电价比较高时段的负荷被转移到电价比较低的时段，提高电能利用效果，降低电网负载电能消耗。实验表明，本技术方案优化性能较好，有力地推动电力营销管理系统新技术的发展。     

蜂窝系统导频的一种小尺度复用方法

随着5G商用时代的来临，移动通信的用户和业务量持续呈现迅猛增长的态势，导频资源的发掘量却相对极其有限. 针对大多数场景中导频稀缺、利用率亟待提高的需求，以传统的大尺度复用为基础提出一种小尺度复用方法，将小区划分为若干环区；同时打破同一小区内复用因子一致的限制，依照不同环区的覆盖为用户分配不同的复用因子. 为降低干扰的负面影响，小区边缘用户比小区中心用户拥有更低的复用因子，而小区中心用户的高程度复用则有效地节省了导频资源. 小尺度的导频分配机制虽然比大尺度复杂，但它能更科学地平衡不同用户的通信质量和系统的导频消耗，也能根据用户量更细致地调整导频复用的程度. 仿真结果表明，小尺度复用充分利用了各复用因子的特性，随用户的增减进行自适应的环区调整和复用因子重配，有效改善了导频复用的效果. 仿真中体现的部分系统配置或外在因素对通信指标的影响，为小尺度复用提供了实际应用方面的参考.     

一种基于改进辛几何模态分解的复合故障诊断方法

针对辛几何模态分解方法分析结果的不确定性,提出一种改进的辛几何模态分解方法.首先对原时间序列进行相空间变换,获得轨迹矩阵;然后通过辛几何相似变换求得特征值和对应的特征向量,并通过对角平均得到一系列的初始辛几何分量;最后采用层次聚类方法对初始辛几何分量进行自适应重组,进而得到最终的聚类辛几何分量.实验结果表明:改进的辛几何模态分解方法可以有效地对旋转机械复合故障信号进行特征提取,提高故障诊断的准确性.