摘要：As the idea of simulated annealing (SA) is introduced into the fitness function, an improved genetic algorithm (GA) is proposed to perform the optimal design of a pressure vessel which aims to attain the minimum weight under burst pressure con- straint. The actual burst pressure is calculated using the arc-length and restart analysis in finite element analysis (FEA). A penalty function in the fitness function is proposed to deal with the constrained problem. The effects of the population size and the number of generations in the GA on the weight and burst pressure of the vessel are explored. The optimization results using the proposed GA are also compared with those using the simple GA and the conventional Monte Carlo method.

摘要：This paper proposes a theoretical method using finite element analysis(FEA) to calculate the plastic collapse loads of pressure vessels under internal pressure,and compares the analytical methods according to three criteria stated in the ASME Boiler Pressure Vessel Code. First,a finite element technique using the arc-length algorithm and the restart analysis is developed to conduct the plastic collapse analysis of vessels,which includes the material and geometry non-linear properties of vessels. Second,as the mechanical properties of vessels are assumed to be elastic-perfectly plastic,the limit load analysis is performed by em-ploying the Newton-Raphson algorithm,while the limit pressure of vessels is obtained by the twice-elastic-slope method and the tangent intersection method respectively to avoid excessive deformation. Finally,the elastic stress analysis under working pressure is conducted and the stress strength of vessels is checked by sorting the stress results. The results are compared with those obtained by experiments and other existing models. This work provides a reference for the selection of the failure criteria and the calculation of the plastic collapse load.

摘要：目的:Q345R是中国应用最多、最广泛的压力容器钢板材料,其低温韧性在国际上被严重低估。本文旨在通过大量试验研究,探明Q345R在低温下的实际韧性表征,得到其特有的冲击试验豁免曲线,并确定其合适的使用温度范围。创新点:1.基于大量低温试验数据,并考虑应变率的影响,得到了Q345R特有的冲击试验豁免曲线;2.采用主曲线方法代替纯冲击试验方法评价Q345R低温韧性,得到了基于主曲线方法的Q345R豁免曲线;3.通过比较两类韧性评价方法所得的豁免曲线,最终确定合适的Q345R使用温度范围。方法:1.利用试验获得大量的冲击试验数据(图3),通过计算K1(min)–t关系(图5)和Kc–T关系(图9),并考虑应变率的影响(公式(18)),得到Q345R特有的冲击试验豁免曲线(图10);2.利用试验方法获得Q345R的主曲线(图4),并用其代替原来的Kc–T关系,得到基于主曲线方法的Q345R豁免曲线(图14);3.比较两类方法的K1d–T关系(图13)和豁免曲线(图14)。结论:1.Q345R的低温韧性在国际上被严重低估;2.得到了Q345R特有的冲击试验豁免曲线及其合适的使用温度范围;3.主曲线方法的引入能进一步拓展Q345R的使用温度范围。

摘要：Cold-stretched pressure vessels from austenitic stainless steels （ASS） are widely used for storage and transportation of liquefied gases, and have such advantages as thin wall and light weight. Fatigue is an important concern in these pressure vessels, which are subjected to alternative loads. Even though several codes and standards have guidelines on these pressure vessels, there are no relevant design methods on fatigue failure.

摘要：设计了以STM32单片机为核心控制模块的放射源实时监管与预警系统。该系统使用G-M计数器与GPS导航定位模块,通过物联网通信模块的GPRS技术将放射源的定位信息与剂量率信息发送至移动设备中的放射源监控软件,并可在放射源状态出现异常时及时预警,使监管人员立即采取应急措施,实现了对于放射源实时监管与预警。放射源实时监控设备性能测试显示其灵敏度为0.06 s^(-1)/(nGy/h),能量线性度为98.72%,稳定性为10.9%,重复性为4.05%。

摘要：模型未知的冗余机器人执行任务的过程中会产生较大的控制误差,其末端执行器的位置与姿态也需要针对不同任务进行修正.为解决该问题,提出一种基于数据驱动的冗余机器人末端执行器位置与姿态控制方案.该方案使用在线学习技术,能够应用于模型未知的冗余机器人控制.同时引入四元数表示法将控制机器人末端执行器姿态问题转化为基于四元数表示的控制方法.随后,设计一种神经动力学求解器对所提方案进行求解.相关的理论分析、仿真及对比体现了所提方案的可行性、有效性与新颖性.

摘要：机翼前缘结冰会改变机翼的气动轮廓并影响整体的空气动力学性能.研究简化角冰冰形对翼型绕流流场结构的影响可以为飞机防冰设计提供有价值的参考.采用粒子图像测速技术,在低速直流风洞中对覆盖不同角冰冰形的翼型在不同攻角时的流场结构进行了详细的实验测量.实验对象包括三种简化的冰形和原始冰形.结果表明,在本研究范围内,覆盖简化冰形的翼型和覆盖原始冰形的翼型在流场参数上的最大差异为35.11%.与原始冰形相比,覆盖简化的角冰冰形的翼型流场中的分离泡距离翼型前缘和后缘更远.在三种冰形简化方法中,将冰角简化成矩形并在冰角之间添加抛物线的连接方式具有比较好的简化效果.在选定的两个区域中,这种简化冰形和原始冰形在翼型绕流流场的参数平均值的差异在14.88%之内.

摘要：托盘是货物运输中的重要工具,其生产原料也呈现出多样化的发展趋势。本文针对废弃玻璃纤维增强塑料(GFRP)托盘进行结构设计,使用ABAQUS进行静力分析,并通过ISIGHT对托盘进行DOE全因子试验优化。将托盘结构参数作为变量,托盘质量、最大应力作为优化目标,进而得到局部最优解。将DOE试验结果通过RBF模型进行拟合,得到近似模型,并通过NSGA-Ⅱ算法对其进行优化,进而得到最优结构。结果表明,DOE优化后,托盘质量增加了9.2%,最大应力降低了18.2%;通过NSGA-Ⅱ算法优化后,托盘质量减小了1.2%,最大应力降低了15.3%,实现了对托盘结构的优化设计。

摘要：针对按泵工况设计的多级泵式间导叶用于液力透平装置时不能满足转轮对水流环量要求的问题,结合水轮机设计理论和CFD数值仿真研究了泵式同径正反导叶关键结构参数对液力透平装置的水头损失、效率和工作水头等影响程度。结果表明:适当增大反导叶叶片进口边直径,隔板边缘倒圆角,级间导叶进口处内外壁倒圆角均能够减小级间导叶水头损失、提高液力透平工作效率;导叶线型及数量对其出口水流速度环量影响较大;增大包角或增多叶片数量可增强导叶对水流强迫作用,提高出口水流环量,但增加导叶水头损失。可为用于液力透平的同径正反导叶的设计提供参考。

摘要：保润剂材料内部含有大量亲水基团,能够增加或长期保持物质的含水量,在医疗保健、食品、化妆品和药品等领域应用广泛.壳聚糖分子具有可生物降解、无毒及抗菌等多种优点,是一种高性能的保润剂.然而,其链中存在多个氢键,这种氢键密堆积结构导致水分子无法储存在颗粒内部,严重削弱了材料的吸水和储水能力.本文采用共价偶联方法,使苯甲酸与壳聚糖发生脱水聚合反应.疏水性苯基结构单元能够将亲水性的柔性链进行柱撑,从而形成水分子的存储空间.基于这种独特的设计,制得材料的比表面积比原来的壳聚糖提高了9倍多,吸水能力也相应提高了3倍多.安全性测试结果表明,小鼠在口服壳聚糖基多孔保润剂后,蛋白质水平均无明显变化,证实了壳聚糖基多孔保润剂没有生物毒性.将壳聚糖多孔保润材料均匀分布在试纸上后,试纸的失水量比商用丙二醇分布的试纸减少了20%.