一种磁流变弹性体执行器的联合优化方法研究

磁流变弹性体（magnetorheological elastomer, MRE）执行器作为智能减振应用系统的核心元件,其结构的优化是决定执行器性能上限及系统控制成效的关键。针对目前MRE执行器优化方法及理论研究欠缺的问题,文中面向一款横向隔振的MRE执行器,基于其机械结构和有效磁路,以优越磁控性能、低功耗和快速响应时间为优化目标,提出了一种新的MRE执行器联合参数优化方法。首先,基于MATLAB和COMSOL的联合仿真,将遗传优化算法和电磁有限元分析方法进行有效结合,实现对MRE执行器的优化编程;其次,完成对器件的全局尺寸结构优化设计,使得器件具备优越磁控性能（526.21 mT）、低功耗（44.05 W）及快速响应（5.43 ms）;最后,通过搭建测试系统对优化后装配的MRE执行器进行测试和评估,验证了文中优化方法的可行性和有效性。提出的联合优化方法不仅适用于MRE执行器结构,还可为多领域减/隔振应用的共性MRE器件优化设计提供理论参考。     

基于机器视觉的车辆时空参数识别

车辆荷载信息是分析桥梁受力和性能评估的重要依据,其中车辆时空信息是准确识别车辆荷载的关键参数。考虑到传统在桥面埋设传感器的方法影响交通、破坏路面,提出了一种基于机器视觉技术的车辆荷载时空参数识别方法,包括车辆的横向定位、车速、车轴数、轴距的识别。基于正面拍摄视频,采用背景差分法来实现车辆检测,进一步通过车牌识别确定车辆在图像中的位置,然后根据车牌与车道线距离来实现车辆横向定位。基于侧面拍摄视频,采用图像标定方法,结合已知长度的辅助检测线来获取车辆的轴距、轴数、车速等车辆参数。通过试验室模型试验和现场试验验证了提出的方法。结果表明,现场试验中车辆横向定位和车速的最大误差分别为2.42%和2.67%,轴距的平均误差为1.63%,识别结果可以为更多其他车辆参数如轴重和总重的识别提供重要的技术支撑。     

安全仪式感对人的安全心理和行为的影响研究

为研究安全仪式感对人的安全心理和行为的影响,增强安全仪式感在安全建设中的作用,从仪式感出发,解析安全仪式感的内涵;深入分析安全仪式感对个人和对组织的价值、产生条件以及作用机理;构建“安全仪式感作用下的人的安全心理和行为”模型,指出安全仪式感的建设需要一个平衡状态,并用“跷跷板”模型对其进行解释。结果表明：安全仪式感可通过安全心理的三个维度和安全行为的四个维度加强人的安全心理,提升人的安全行为,为企业实现安全目标打下坚实基础。     

考虑地层三维空间分布的盾构掘进模拟

为研究复杂地层条件下盾构掘进引起的地层扰动规律,提出了一种考虑地层三维空间分布的盾构掘进模拟方法. 该方法利用Kriging算法构建三维地质模型,通过条件判断算法将地层空间分布信息嵌入到有限元模型中,进而实现考虑地层三维空间分布的盾构掘进模拟. 此外,采用C#语言编写了复杂地层盾构掘进模拟前处理程序. 以长沙地铁四号线为例,根据掘进断面内极软岩、软岩、坚硬岩的占比,选取具有3种不同地层条件的区段,利用该前处理程序构建了土压平衡盾构机掘进过程模型,并开展模拟. 模拟结果显示盾构掘进断面内极软岩占比增大会导致地表最终沉降量显著增加. 相比于极软岩占比为50%的掘进断面,全断面极软岩处的地表最终沉降量增加了11.67?mm. 模拟结果与实测数据规律一致,验证了所提方法的有效性.     

基于传动链仿真的发电机智能反演优化设计

提出了一种针对运行在传动链系统中的发电机智能反演优化设计方法,并以一台运行在传动链系统中的15 kW永磁同步发电机为研究对象,针对其运行效率对发电机的设计参数进行优化.首先,在充分考虑变流器侧对整个传动链系统的影响下,建立了面向传动链系统的协同仿真建模平台,验证了传动链的电磁设计参数与协同仿真计算平台的正确性;其次,通过方差分析从发电机的8个设计参数中选定6个敏感参数,并在选定优化变量后提出了一种基于遗传算法优化的拉丁超立方抽样方案,该抽样方案可以兼顾样本空间均匀分布与各变量维度投影的均匀性;然后,通过基于高斯随机过程的智能反演优化设计模型结合基于范围选择的多目标优化算法,获得发电机的效率与最大额定输出转矩的Pareto前沿,并针对优化后的齿槽参数进行绕组设计,结果显示优化后的效率为96.2%,对比其原始设计方案,发电机电磁损耗降低了16.8%,效率提高了0.6%; 最后,通过实验验证了仿真平台的准确性,进一步说明了样本数据与优化设计的有效性.所提设计方法可针对不同规格的大型传动链系统展开优化设计,其优化方法具有一定的普适性,可用于我国海上大型传动链系统的一体化精确仿真计算与流程化优化设计.     

一种新的弹道目标成像匹配识别算法

为了能充分利用目标的散射中心对弹道目标进行识别,提出利用解线频调的方法,通过对距离向和方位向进行快速傅里叶变换,实现对目标散射中心成像,然后从目标ISAR像中提取目标特征信息,提出了一种新的匹配识别的方法实现对目标的分类识别。该方法利用提取的散射中心的位置和幅度信息,通过构造匹配度矩阵,进而与预设门限比较,判定目标类别。仿真实验及识别性能评估表明,该方法在设定情况下具有良好的目标识别能力。     

试验与服役数据融合的飞机结构安全寿命分析

针对飞机结构安全寿命分析中样本容量偏少的问题,综合考虑结构分散性和载荷分散性的飞机结构疲劳寿命是否服从对数正态分布或威布尔分布的情况,根据等损伤原理,将服役飞机实际飞行小时数等效转化为在同一试验载荷谱下的当量飞行小时数,以实现飞机结构试验疲劳寿命与服役使用数据的融合,采用随机右截尾情形下的极大似然估计方法估算疲劳寿命分布函数的参数,进行飞机结构安全寿命分析;最后以飞机结构疲劳寿命服从对数正态分布为例进行了算例分析,分析结果表明:在相同的可靠度和置信水平下,利用试验数据与服役使用数据融合方法可以显著增大样本容量,从而充分挖掘飞机结构可靠性的储备。     

超低空目标的广义布儒斯特效应

超低空预警是当今研究的热点,而多径干扰是影响超低空目标探测的主要因素。针对多径干扰的问题,从电磁散射的角度出发,提出"广义布儒斯特效应",以降低多径干扰的影响。运用小面元高频近似方法(PO+MEC)快速计算目标散射场并生成回波信号;在物理光学法的基础上推导了复反射系数公式;根据"四路径"建立多径回波信号模型。以此为基础,研究了多径信号的广义布儒斯特效应的产生机理,找出多径干扰最小的入射角,并研究其存在的条件。通过改变环境类型及相关参数和入射频率,得出广义布儒斯特效应的内在规律,为超低空对抗打下基础。     

地理信息系统城市地下水管理模型研究

许多城市不同程度地存在区域性的地下水水位下降、水质恶化等问题,因此应用先进的理论和方法,确切评价及管理地下水资源,是当前城市供水中亟待解决的问题。地理信息系统（ＧＩＳ）作为一种新兴的空间信息技术系统,广泛应用于资源管理、环境监测、市政规划等许多方面,被越来越多的国家地区部门所重视,并得到了人们的认可。所以,为了更好地研究管理城市地下水资源问题,本文使用ＧＩＳ与数值模型相结合的方法,建立了ＧＩＳ城市地下水管理模型,并应用于某市的实际工作,取到较好的效果。建立的模型有一定的推广价值。     

非饱和分层土壤中污染物迁移转化规律研究

分析了污染物在分层土壤中随下渗水体向下迁移的机理过程,借助于数值计算模型模拟计算非饱和分层土壤中污染物迁移转化特性,研究了不同土壤层及土壤层的排序对污染物迁移转化的影响状况。