摘要：为提高迷彩伪装图案的设计效率和环境适应性,利用背景拼接与纹理模板融合进行迷彩伪装图案的全自动化设计。通过将输入的若干背景图像自动组合为单张拼接图像,采用均值聚类法提取出背景拼接图像的主色;提出4种迷彩纹理模板自动设计方法(多圆形随机分布法、WGN傅里叶频谱法、肌理图像生成法及分层云彩法),再对所得迷彩纹理模板进行色彩聚类与色彩替换,得到最终的迷彩伪装图案。为验证设计的有效性,针对丛林虚拟场景自动生成了4种伪装图案,并进行了伪装效果的主观和客观评价。结果表明,上述方法仅需17.0~71.0 s即可完成针对目标背景的迷彩图案设计,且最优方案为基于多圆形随机分布法纹理模板的迷彩图案;本文方法相对于普通迷彩伪装,其主观评价搜索时间增加了8.1%,基于Positioning and Focus Network(PF-Net)模型的客观评价发现概率降低了45%。

摘要：为了在超高层建筑结构续建改造设计中减少已建结构的改造工程量,通过附加黏滞阻尼装置有效提高高层建筑在地震作用下的结构耗能,从而降低结构的内力和变形响应。研究了黏滞阻尼伸臂的变形放大原理,介绍了黏滞阻尼伸臂的最优布置方法,并提出了续建改造多状态矩阵,分析了续建改造项目典型驱动因素,总结了集成黏滞阻尼伸臂减震装置的超高层建筑结构续建改造设计策略,最后以工程实例验证该方法的有效性及准确性。结果表明:黏滞阻尼伸臂适用于以弯曲变形为主的超高层建筑结构,变形放大系数可近似为区格的跨度与高度之比,理论放大系数一般为2~3;采用基于阻尼耗能排序不变假定的黏滞阻尼伸臂设计方法,仅需对结构进行一次满布阻尼计算分析即可确定耗能排序及各附加阻尼方案;在以弯曲变形为主的框架核心筒结构中,阻尼伸臂布置在中、高区减震效果最好,距离该位置越远,耗能效果越差,相邻两道伸臂式阻尼提供的附加阻尼比相差约15%;在续建改造项目中布置黏滞阻尼减震系统,黏滞阻尼器提供的附加阻尼并非越大越好,存在使结构综合成本最低的集成减震设计方案;黏滞阻尼伸臂减震集成设计方法在提升结构抗震性能的同时有效降低了结构续建改造成本,具有实际工程价值。

摘要：基于固体电解质(SSE)的固态锂金属电池可以同时实现电池的高能量密度和高安全性而成为储能领域的研究热点。固体电解质主要包括聚合物固体电解质和无机固体电解质两大类。聚合物固体电解质柔性好、成本低其易加工,但其室温电导率通常较低;无机固体电解质室温电导率较高,但其制备工艺复杂、成本较高,而且其硬度较大导致与电极界面相容性差。发展有机-无机复合固体电解质可以有效综合两者的优势,因此被认为是最有大规模实际应用前景的材料之一。科研工作者提出了多种复合固体电解质结构设计的有效策略,主要包括低维无机填料改性、三维无机填料改性以及电解质多层复合。同时,为了实现高能量密度固态电池的构建,固体电解质超薄结构设计是必然选择。综述了近些年来有机-无机复合固体电解质的研究进展,重点阐述复合固体电解质的结构设计及其电化学性能,并对其未来发展方向进行了展望。

摘要：目前我国市域铁路处于初步发展阶段,运输组织理论研究体系尚不完善,对市域铁路与其他制式共线运营的列车开行方案协同编制问题研究不充分,已难以适应轨道交通互联互通发展趋势。针对这些问题,从乘客出行时间和企业运营成本的角度出发,建立市域铁路与城际铁路共线运营的列车开行方案编制模型,设计基于NSGA-Ⅱ的求解算法,并以上海机场联络线为案例,证明所提模型和设计算法能有效求解共线运营列车开行方案,同时表明共线列车开行方案能有效节省乘客总出行时间,提高轨道交通系统服务水平。

摘要：传统的光学透镜存在体积较大、聚焦效率低、焦点半峰全宽较大以及在高数值孔径的透镜中性能表现不佳等问题。而光学超表面凭借其自身的亚波长结构,具有强大的操控光相位的能力。相比于传统透镜,超透镜具有尺寸小、厚度薄以及聚焦性能好等优点。本文提出一种基于目标优先算法的逆向设计方法,设计了一种基于低折射率聚合物材料的超透镜结构。其在传播方向上的厚度仅为3.2μm,在1550 nm的工作波长下,数值孔径为0.82,聚焦效率为72%。较传统设计方法而言,该方法具有计算复杂度低和设计效率高等优点。设计的器件可采用高精度微纳打印技术实现批量化的快速制造。考虑到超透镜在制备过程中存在制造容差,进一步讨论了超透镜轮廓偏移以及三维旋转操作对所设计的二维超透镜的影响。

摘要：针对胶合竹材不易预开槽和预开孔以及节点转动时竹材易发生横纹劈裂的问题,研究了新型外包钢板-自攻螺钉连接节点的转动性能。对T形外包钢板-自攻螺钉连接节点和双L形外包钢板-自攻螺钉连接节点共5个试件进行了单调加载试验,分析了节点的破坏模式、初始刚度、极限承载力、变形能力和延性系数。试验发现,T形外包钢板-自攻螺钉连接节点相较双L形外包钢板-自攻螺钉连接节点,各项受力性能参数均较优。布置直径小但数量多的自攻螺钉时,节点(T8×8-M)的破坏表现为钢板和自攻螺钉的受拉断裂以及与胶合竹柱连接的自攻螺钉受拉断裂,布置直径较大但数量少的自攻螺钉时,节点(T6×10-M)的破坏则表现为竹材的横纹劈裂和自攻螺钉的剪切破坏。横纹方向采用自攻螺丝加强,可改善节点的受力性能,对T形外包钢板-自攻螺钉连接节点改善更明显。现行《工程竹结构设计标准》(T/CECS 1101—2022)提供的节点设计方法偏于安全地预测胶合竹自攻螺钉连接梁柱节点的抗弯承载力。

摘要：为了对灭火飞机高空抛洒系统进行优化设计,必须建立反映飞行过程机载批量灭火袋高空抛洒落地机理的模型.基于离散元方法和计算流体力学方法,建立了机载批量灭火袋高空抛洒落地特性机理模型,获得不同飞行速度和高度下的灭火袋抛洒特性及落地分布,通过实验对模型进行了验证.抛洒落地分布的模拟结果与实验数据偏差在20.0％以内.研究成果为飞机高空灭火系统研制提供理论模型,以显著提升灭火飞机喷洒系统的灭火效果.

摘要：为解决空间结构节点拓扑优化与3D打印设计制造方法参数化程度低的问题,提出了一套完整的计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程(CAE)和计算机辅助制造(CAM)工作流,用于空间结构节点智能化拓扑优化设计、数值分析和3D打印制造。首先基于参数化平台Grasshopper建立空间结构节点的参数化一体化拓扑优化CAD程序,自动生成优化节点模型;利用Abaqus/CAE平台对优化节点进行有限元结构分析;通过Fusion 360的CAM模块完成3D打印设计仿真和生成制造文件。结合单层网壳和双层网架结构的节点实例,验证了提出的工作流的适用性。分析结果表明:智能生成的节点较传统形式节点更美观独特且具有轻质高强的特性,在相同受力工况下,优化节点的体积仅为传统空心球节点的40%~60%,其柔度、峰值位移和峰值应力等各项力学性能指标即可优于空心球节点;采用316L不锈钢材料,基于选区激光熔融3D打印工艺可实现该高性能节点的精密制造。

摘要：针对目前工程竹材炭化性能研究中存在的受火时间较短、灭火不及时等不足,通过8根四面受火工程竹柱炭化性能的对比试验,研究了材料类型、截面尺寸、受火方向、加工工艺和受火时间等因素对工程竹材炭化性能的影响。结果表明:工程竹材炭化后截面基本可分为3个区域,即炭化层、高温分解层和常温层;四面受火工程竹材角部区域由于双向受热而由棱角变为弧形;工程竹材炭化速率随受火时间增加略有减小,截面尺寸较大的试件炭化速率略小;相同条件下的重组竹试件炭化速率显著低于胶合竹;横纹径向炭化速率略大于横纹切向,当受火时间较长时差异不明显;一次成型的重组竹炭化性能略优于二次成型的重组竹。提出了工程竹材炭化性能数值分析模型,可快速模拟工程竹材的炭化性能,炭化速率模拟的误差均在10.2%以内,满足工程精度要求。提出的计算模型可较准确地计算工程竹材的炭化深度。根据明火试验和数值模拟结果,建议工程竹结构防火设计时胶合竹和重组竹燃烧1.00 h的名义线性炭化速率可按T/CECS 1101—2022《工程竹结构设计标准》的规定取值,即胶合竹构件的名义线性炭化速率为54 mm/h,重组竹构件的名义线性炭化速率为30 mm/h。

摘要：传统状态观测器仅基于当前观测误差重构系统状态,未充分利用系统历史观测数据.针对存在匹配扰动的二阶不确定线性系统,设计一种比例-积分-时滞滑模观测器,实现不确定线性系统状态的鲁棒确切估计.首先,设计带记忆滑模函数,形式为历史观测误差和当前观测误差的线性组合,设计参数包括滑模面增益和人工时滞两部分,将滑模面中的时滞项基于泰勒级数展开,将截断误差表示为积分形式;然后,设计带记忆输出反馈等效控制律,采用时滞依赖型Lyapunov泛函,进行滑模动态指数稳定性分析和观测补偿;接着,将观测器参数设计转化为多目标优化问题,优化目标包括:系统状态衰减率、控制代价、高频噪声不灵敏度,基于粒子群算法,在上述3个优化目标间实现设计参数优化整定,在“快、准、稳”方面进行合理折衷选择;最后,在无源网络系统中,验证所提出滑模观测器的可行性和有效性.