摘要：试开发了一套基于计算机辅助设计和数值模拟的空心铝型材挤压过程计算机仿真系统,它涵盖了模具工艺设计的全过程,可以集成原有的和新建立的工艺设计知识。该系统包括空心型材挤压模具及坯料的参数化几何造型模块,并能分析分流桥的截面形状、分流孔的布置、焊合室的高度、工作带长度和阻流或者助流结构对金属流速分布的影响,模具的弹性变形对工作带有效长度和模孔尺寸的影响。

摘要：声波具有良好的穿透性与较广的波长范围,能够突破传统光镊、磁镊、微流控技术的操控颗粒尺寸限制,因此非接触超声操控技术成为研究热点之一.为克服传统驻波声镊的应用局限性,深入探讨基于单面全息声镊系统实现的毫米级颗粒轨迹操控技术.根据Twin声阱模型提出求解相应相位矩阵的快速实现算法,以保证后续轨迹操控的实时性;根据被控颗粒受力模型及自平衡时长设定轨迹操控策略,以保证操控的稳定性;为确保声镊系统驱动信号的同步性,基于处理器FPGA设计相应复用电路;为提升实际轨迹的准确性,基于FPGA实时视觉测量功能实现闭环反馈.实验通过所设计的声镊系统成功完成直径3 mm聚苯乙烯小球的正方形轨迹移动操控.结果表明,所提出系统声场生成和视觉检测计算效率高,轨迹操控快速同步,实时可靠,轨迹形状与目标轨迹一致性好.

摘要：为了提高原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM)的成像速度,本文提出了一种新的AFM结构设计方案并搭建了相应的实验系统。在该方案中,Y、Z扫描器集成于测头内驱动探针进行慢轴扫描和形貌反馈;X扫描器与测头分离,驱动样品做快轴扫描。X扫描器采用高刚性的独立一维纳米位移台,能够承载尺寸和质量较大的样品高速往复运动而不易发生共振;同时Z扫描器的载荷实现最小化,固有频率得以显著提高。为了避免测头的扫描运动引起检测光束与探针相对位置的偏差,设计了一种随动式光杠杆光路;为了便于装卸探针以及精确调整激光在探针上的反射位置,设计了基于磁力的探针固定装置和相应的光路调节方案。对所搭建的AFM系统的初步测试结果表明,该系统在采用三角波驱动和简单PID控制算法的情况下,可搭载尺寸达数厘米且质量超过10g的较大样品实现13μm×13μm范围50Hz行频的高速成像。

摘要：提出一种根据形封闭原理确定工件可行夹紧区域的方法。该方法针对预先确定定位配置的情况,依据形封闭原理计算出可以使工件达到形封闭的可行夹紧区域,夹具布局设计人员可以在该区域内选取所需的夹紧位置。该方法可以有效地处理工件的夹紧表面为凹面的情况。

摘要：微悬臂梁作为原子力显微镜中感受微观力的关键元件,其法向和横向弹性常数的可溯源测量是微观力准确定量的前提。受微电子加工工艺的限制,微悬臂梁形状参数与其法向弹性常数无法准确标定,其横向弹性常数更是缺少广泛认可的标定方法。在天平法的基础上对标定系统进行了改进设计,超精密电磁天平与光杠杆结构的结合,能够准确测量微悬臂梁弯曲量及所受作用力,提高了法向弹性常数的准确度。设计了微孔样片和倾斜加载方式,实现了横向弹性常数的间接测量。基于本系统分别对3种商用微悬臂梁的法向或横向弹性常数进行了标定,并采用基于扫描电镜的尺寸参数法比对测量,实验结果重复性好、相对偏差小。研究结果表明该校准系统和方法可作为微悬臂梁弹性常数标定的参考方法。

摘要：在高填方箱涵顶部铺设可发性聚苯乙烯(expandable polystyrene,简称EPS)板降低其荷载已经在工程中得以应用,而EPS板的蠕变会使箱涵受到的土压力随时间发生变化。现有的箱涵设计理论未能明确的反应EPS板的长期减载效果以及箱涵长期受力特性。开展了EPS板减载条件下箱涵短期受力特性模型试验,并利用模型试验结果验证数值模型。之后利用验证后的数值模拟方法分析涵-土体系应力重分布规律以及高填方箱涵长期受力特征;在此基础上提出涵-土体系力学模型,推得涵顶长期土压力计算方法,并与数值模拟结果进行对比验证。研究表明:涵顶土压力先随时间逐渐减小,然后会出现小幅增大,最终趋于稳定,对比填土完成时土压力减小了52.12%;涵侧竖向土压力和水平土压力总体上均随着时间逐渐增大并趋于稳定,涵侧上部范围内最终水平土压力比填土完毕时增长了28.32%;基底土压力也是先增大后趋于稳定。实际工程中侧墙的设计应考虑EPS板蠕变引起水平土压力的增加,避免箱涵侧墙在长期使用中产生受弯破坏。

摘要：设计了一个包含离心叶轮、扩压器和回流器的单级超临界氦气离心压气机,并采用数值模拟方法对设计结果进行了三维数值模拟分析。通过对总特性、叶表压力分布、展向参数分布以及三维流场的分析,得到了高负荷超临界氦气离心压气机各部件内部的典型复杂流动特点。研究结果表明:相比常规工质,超临界氦气离心压气机单级压比较低,但叶轮与扩压器的负荷和级效率较高,且超临界氦气整体流动为亚音流,只在叶片前缘局部出现超音区。

摘要：建立快速有效的针对大规模文本数据的聚类分析方法是当前数据挖掘研究和应用领域中的一个热点问题.为了同时保证聚类效果和提高聚类效率,提出基于"互为最小相似度文本对"搜索的文本聚类算法及分布式并行计算模型.首先利用向量空间模型提出一种文本相似度计算方法;其次,基于"互为最小相似度文本对"搜索选择二分簇中心,提出通过一次划分实现簇质心寻优的二分K-means聚类算法;最后,基于MapReduce框架设计面向云计算应用的大规模文本并行聚类模型.在Hadoop平台上运用真实文本数据的实验表明:提出的聚类算法与原始二分K-means相比,在获得相当聚类效果的同时,具有明显效率优势;并行聚类模型在不同数据规模和计算节点数目上具有良好的扩展性.

摘要：针对微结构的偏转角度测试需求,设计并搭建了一套基于显微光杠杆技术的角度测量系统。该系统将光杠杆光路与无限共轭显微光路相结合,所得聚焦光斑直径小于10μm;采用电流模式电路处理四象限探测器输出信号,系统理论带宽超过5MHz;系统对微结构的转角测量分辨力和理论量程分别可达1.2″和±4°。利用该系统测量了原子力显微镜微悬臂梁探针在步进载荷下的偏转情况,测量结果与铁摩辛柯梁理论计算一致,验证了系统的可靠性。

摘要：基于用户的协同过滤通过获取最近邻的偏好实现对目标用户偏好的预测推荐,相似度计算为其核心步骤。传统数值相似度计算依赖于用户共同评分项的评分数值,用户-项目评分矩阵稀疏程度的加剧导致数值相似度计算准确性降低,难以为目标用户选取可靠的最近邻,影响推荐效果;现有结构相似度大多利用用户共同评分项占比度量,计算简单,受数据稀疏影响较小但区分度低。针对上述协同过滤任务中数据稀疏带来的相似度计算问题,提出一种稀疏余弦相似度。首先定义新的结构相似度——稀疏集合相似度,将用户区分为高相关用户与低相关用户,并进一步针对不同类型用户设计差异化的数值相似度计算方式,以缓解传统数值相似度在面临数据稀疏时的不足,最终综合数值相似度与结构相似度形成稀疏余弦相似度。实验结果表明,与七种相似度计算方法相比,稀疏余弦相似度解决了传统数值相似度受数据稀疏影响严重和结构相似度计算结果区分度低的问题,可更准确计算用户相似度,提升推荐效果。