摘要：我国高速铁路网中多列车之间在多车站进行接续时的关系灵活且复杂,为有效提升旅客中转服务质量,先构建列车运行图接续方案优化的整数规划模型,调整既有运行图中列车的停站方案和运行时刻,优化列车接续的时间、频率和方式;再根据问题特点,在线性化模型的基础上设计遗传算法,将列车停站和运行时刻的循环迭代决策纳入遗传算法框架,提高模型求解效率;最后依托“二横二纵”主干路网构建大规模计算案例,验证方法的有效性。结果表明:与实际列车接续方案相比,优化后列车之间的接续时间平均缩短11 min,接续频率总计提高1109次,共53组列车接续由异站改善为同站,74.94%的客流OD中转服务质量得到不同程度提升;客流OD中的换乘需求越多,中转服务质量提升幅度越大,列车接续服务资源对不同OD间客流需求的匹配度更好。该方法能够在较小幅度调整既有运行图的前提下,获得列车接续方案较大幅度的质量提升。

摘要：为解决微流体连续输送过程中存在的流动脉冲、精度低等问题,研制一种基于微流控技术的片上蠕动微泵。该微泵由微流控芯片和电机驱动系统组成,利用驱动系统中的滚子轴承连续挤压微流控芯片中的微流道,以实现微流体的精确泵送。为研究微泵的流量特性,设计具有气腔稳流功能的微流道,采用光固化3D打印技术与模塑法制作微流控芯片样件;开发电机驱动系统,测试微泵在不同电机转速下的平均流量、总流量和瞬时流量,并将其流量特性与商业蠕动泵的流量特性进行对比。研究结果表明:随着电机转速增加,微泵的平均流量逐渐增大,瞬时流量误差逐渐减小;当电机转速大于60 r/min时,瞬时流量误差可控制在5%以内,其流量精度显著高于商业蠕动泵的流量精度;片上蠕动微泵可有效抑制微流体脉冲,提升微流体控制精度,在精密微流体输送中具有广阔的工程应用前景。

摘要：多锥形摩擦副是新型湿式离合器的关键部件,具有体积小、转矩传递性能好等优点.针对多锥形摩擦副的特殊构型,考虑油膜承载力、微凸体接触以及摩擦元件温升等因素,建立了接合过程中摩擦转矩的多物理场耦合数学模型并进行数值求解.计算得到的摩擦转矩与试验数据相比误差小于10%,仿真模型具有较高的准确性.基于该模型对不同加载压力和相对转速下的摩擦转矩特性进行了研究.此外,采用Box-Behnken Design试验设计,通过响应面分析得到锥面数量、锥形角度、锥形高度等锥形参数对摩擦转矩的影响规律.结果表明:摩擦转矩与加载压力呈正相关关系,当加载压力从0.1 MPa增加到0.2 MPa时,摩擦转矩峰值增大了102.2%;减小锥形角度的同时增大锥形数量可更有效地提高摩擦副的转矩传递能力,缩短同步时间.研究结果可为新型多锥形摩擦副的优化设计提供参考依据.

摘要：基于仿生学的思想,通过模仿生物系统的结构几何构成特性,创新优化隔振模型是当今隔振领域的热门问题.本文基于仿生灵感来源的不同,对现有的仿生隔振器进行了系统的分类,并对不同设计原理的仿生隔振器恢复力本构与隔振性能做了详细的阐述和对比,旨在通过隔振器隔振频带的横向对比厘清几何构型与可调参数的影响,以此厘清隔振器几何设计和隔振性能的关系.并且,本文展望了未来仿生隔振器的发展前景和研究方向.

摘要：现有视频显著性目标检测(VSOD)网络面临2个问题:一是在捕获时间信息时计算成本过大,导致网络难以在移动端实际应用;二是网络泛化能力较弱,难以处理视频中诸如遮挡、运动模糊等挑战性场景。因此,提出一种基于动态滤波器和对比学习思想的轻量视频显著性目标检测网络。首先,对连续帧的每帧图像进行粗略的前景特征点采样并进行相似度矩阵的计算,利用相似度矩阵进行加权从而滤除存在的噪声特征;其次,用滤波后的前景特征生成动态滤波器参数,对原始特征图执行卷积操作以提取前景物体;同时在训练阶段设计了一个对比学习模块帮助网络学习,在推理阶段并不会引入额外的计算量。在三个数据集DAVIS、DAVSOD和VOS上进行了广泛实验,实验结果表明,所提网络相较于DCFNet(Dynamic Context-sensitive Filtering Network for video salient object detection),在Fmeasure、S-measure以及平均绝对误差(MAE)3个指标上性能接近,帧率从28 frame/s提升到38 frame/s,提升了35.7%,同时网络参数量仅有15.6×10^(6),更有利于实际应用中在边缘侧进行部署。

摘要：随着人类对自然的探索越来越深入,新型水下航行器的需求与日俱增,仿生机器人因其特殊的推进方式和高效的推进效率而受到越来越多的关注,而传统的仿生鱼类仅模拟了流线型外壳,少有提及仿生对象本身结构对于仿生性能的影响,本文提出了一种基于中央模式发生器(CPG)的类双髻鲨仿生机器人.以鱼类基本运动形态为基础,将鱼身抽象为关节连杆结构,建立了三关节四连杆的仿生机器鱼模型并进行了仿真计算.根据步态规律预估了其运动性能,随后通过实验验证了可行性.本仿生鱼旨在以简单的机械结构和较低的控制成本,实现对双髻鲨的最大限度模拟,得益于良好的仿生结构,中央模式发生器的引入,以及柔性硅胶材料在鱼身的应用,此机器人拥有体型小,控制简单,地形适应能力强,能量利用率高等特点,与传统水下推进器相比噪音更小,环境适应能力更强,在科研、农业等行业均具有广泛的应用前景,如野外勘测,水下救援,水域巡逻等.

摘要：为治理动车组车体弹性异常振动问题,首先,结合车辆系统工作变形测试分析、车体模态测试分析和车辆刚柔耦合动力学模型仿真分析探究车体异常振动成因;随后,以转向架蛇行最小阻尼比为目标函数,基于Sobol'全局灵敏度分析方法分析关键参数全局灵敏度,依据各参数总灵敏和一阶主灵敏度筛选影响转向架蛇行稳定性的重要参数,并基于车辆系统刚柔耦合动力学模型对筛选出的参数进行优化;最后,对优化前后车体的弹性振动进行对比验证。研究结果表明:转向架的蛇行频率接近车体菱形模态频率的同时,转向架的蛇行模态阻尼比也减小到接近于零,蛇行稳定性裕量明显不足,从而引起转向架的蛇行与车体菱形同步运动,导致车体菱形模态振动放大,发生车体的弹性异常振动现象;参数优化后,车体的菱形模态振动能量明显降低,有效抑制了车体弹性异常振动;Sobol'法可有效评估参数灵敏度,提高优化效率,可为车辆设计和参数优化等问题提供参考。

摘要：为了突破传统隔振器刚度和承载能力之间的矛盾,需要隔振器具有高的静态刚度,低动态刚度的特性.如今的准零刚度隔振器技术可以实现低频微幅隔振,但是对于大幅振动,隔振效果并不明显甚至失效,因此突破宽幅隔振成为隔振领域亟待解决的问题.为此,我们利用多稳态折纸通过并联装配的方式,构造具有宽幅零刚度区间的折纸型隔振器,以解决传统隔振器振动抑制幅值较低的问题.本文建立了宽零刚度隔振器模型,提出宽幅零刚度的设计方法,并通过动力学分析分析了模型的隔振效果.最后搭建试验样机,验证了理论的正确性.这种设计打破了传统准零刚度隔振器单点准零的设计准则,能够在一个大幅范围内保证稳定性,同时实现零刚度,极大拓宽了隔振器的适用范围.这种设计理念能够被用在新隔振材料设计和航空、船舶等大幅低频动态环境中.

摘要：跨海斜拉桥的拉索在非极端风环境下会产生自激振动,基于现代监测与数据分析技术可即时把握拉索自激振动的数字特征,并以此反映拉索的实时动力性能。根据某跨海大桥主航道斜拉桥拉索振动加速度长期监测数据中的共性特征,提出基于振动加速度时间序列信号上包络线高斯混合模型和频域功率谱的拉索风致自激振动非平稳段自动提取方法。提出基于各自激振动非平稳时间序列进行主导频率识别,并采用带通滤波后的最后1个下降段数据进行阻尼比识别的策略,排除了振动幅值上升段环境风自然激励带入能量对阻尼比识别的干扰。基于各自激振动非平稳段主导频率-阻尼比的识别结果,通过对频率值进行聚类,得到各阶模态对应的模态频率-阻尼比数据簇。根据阻尼比数据的离散、偏态特征提出采用对数正态分布模型的e^(μ)和其累积分布函数的分位值来描述拉索阻尼比统计规律。采用各数据簇的频率质心以及阻尼比概率特征参数作为表征拉索动力性能当前状态的指标。针对背景工程的主要结论包括:桥梁拉索振动加速度信号噪声强、干扰大,在动力特征分析时须排除类似干扰;桥梁拉索的自激振动加速度幅值最高已超过3000 mm/s^(2),振动幅度较大;桥梁拉索的阻尼比平均水平约为0.03%,与设计规范推荐值相比偏低。

摘要：列车运行图与维修天窗之间的冲突始终无法避免,且维修天窗开设时间的长短显著影响列车总运行时间。针对此问题,综合考虑维修天窗对列车运行造成的限速约束、车站到发线数量约束等,建立列车总运行时间最小,以及维修天窗实际开设时长与理想时长总偏差最小的双目标混合整数规划模型;对困难约束设置中间辅助变量将模型线性化以提高求解效率,并设计约束转换算法求解双目标模型的Pareto最优;微观化处理铁路线,将站内资源和站间资源细化为一系列行车资源单元,得到更加符合实际旅客运输需求的运行图。以某地区铁路线夜间开行列车及维修天窗开设计划为研究背景,调用商业软件求解双目标函数模型的Pareto最优,并对双目标模型的最小支配解和最优支配解进行对比分析;针对最优支配解下的列车进入、离开行车资源单元的时间、停站作业时间及维修天窗的开始时间及开设时长,绘制列车运行图。求解结果表明:模型在满足维修天窗最小开设时长的同时,能够兼顾列车运行总时间最小和维修天窗开设时长更充裕。基于最优支配解绘制的列车运行图表明:微观路网下的列车运行时刻表优化结果更符合实际旅客运输生产作业需要。研究结果可为铁路运营管理部门进一步优化列车运行图编制与维修天窗开设提供参考。