摘要：利用工况传递路径分析(operational transfer path analysis,OTPA)方法分析随机振动不同激励谱型、不同振动等级下产品包装系统的振动传递特性,结合非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)进行包装系统优化设计。试验结果表明:产品关键元件实测振动加速度响应曲线与OTPA方法合成的加速度响应曲线吻合良好,验证了OTPA方法的正确性;通过OTPA方法量化各传递路径的振动贡献量,对比识别出产品包装系统的主要振动传递路径;保持非主要传递路径的缓冲衬垫材料不变,应用NSGA-Ⅱ算法优化产品包装件系统中主要振动传递路径处的缓冲衬垫分配,有效降低了关键元件的加速度响应,减少在振动过程中的能量聚集,促使各传递路径的振动贡献量趋于均衡。实现了以缓冲性能为主导,同时兼顾环保性能与成本的包装系统优化设计,验证了优化方法的有效性,为产品包装系统设计提供参考。

摘要：梁式桥是中国交通路网中最普遍的桥型,建立其抗震韧性评估方法是“韧性城市”国家战略顺利实施的必然需求,但其中至关重要的梁式桥各构件震后功能恢复模型尚未建立。震后功能恢复模型表征了结构在遭受地震后使用功能损失-保持-恢复的过程。为填补这一空白,该文第一部分采用专家意见调研的方法,构建了梁式桥主要受力构件(墩柱、主梁、支座、基础、桥台)和次要受力构件(挡块、伸缩缝)的震后功能恢复模型。首先,系统地定义了各构件的多级损伤状态和性能指标;然后,设计了调研问卷,面向全国各地124位桥梁设计、科研、施工、检测、养护、加固领域的专家,征询各构件不同损伤状态下的桥梁震后通行决策、残余通行功能、决策时间、构件修复策略与时间、以及构件修复期间桥梁残余通行功能;最后,通过对调研结果的统计分析,建立了梁式桥各构件的震后功能恢复模型。该文第二部分将利用该模型对我国量大面广的板式支座梁式桥开展抗震韧性评估研究。

摘要：基于可获取的全球公开气象数据,发现现行设计规范中用以描述气温分布的正态分布模型与我国铁路编组站所在地全年月均气温和全年日均气温的分布情况均不相符,在此基础上,深入分析现行驼峰设计规范中给出的气温分布模型的来源及不足。为更准确地拟合编组站所在地实际气温的分布,提出基于正态随机过程的全年日均气温建模方法,并在此基础上给出用于拟合实际日均气温的理论密度函数。以全路18个编组站所在地的全年日均气温数据为实例,验证该理论密度函数对实际数据的拟合效果,并基于实例数据给出日均气温数据精度下计算气温的置信水平,发现相同置信水平下提出的理论密度函数计算得到的气温与基于规范方法计算得到的气温仅相差0~3℃。由此可知,现行规范中给出的气温分布模型在工程实践中应用是可行的,但在推导过程中理论依据不充分,本研究成果很好地解决这一问题,夯实了驼峰设计及优化理论基础。

摘要：“要么发表,要么出局”的危害备受学界关注,但鲜有研究解析发表压力如何通过研究人员的认知与行为影响科学研究的走向。作为科学活动主体,研究人员是科学奖励制度促使科学研究良性发展的中介。然而科学奖励制度与评价体系的设计往往忽视了主体的反身性作用。本文基于反身性视域,探究发表压力对科学研究的影响,以期构建“科学奖励与评价制度-发表压力-科学研究”的反身性关系,重新审视科学奖励与评价制度在科学发展中的功能。科学奖励制度凸显的资源稀缺以及量化转向的研究评价体系增加的发表要求均加剧了如今科学研究的发表压力。研究人员则反身性地在研究态度、研究选题以及研究写作方面,倾向于对合作研究表现出责任分散化,对重复性研究的边缘化以及学术语言上的积极偏差。为避免过度创新导向对负责任、客观与可重复性科研要求的忽视,科技政策与评价系统应当前置责任管理,推动出版转向,鼓励求实式创新。

摘要：针对水田作业环境下施肥机械的排肥口末端易被泥土堵塞导致施肥机的排肥性能差的问题,本研究综合双齿轮排肥器和螺旋排肥器的优点,设计了一种风送式水稻侧深施肥装置。对水稻施肥装置进行整体设计,并通过理论计算确定施肥装置的参数范围,依据物料特性参数试验结果,借助EDEM软件对关键部件进行离散元仿真分析,以排肥稳定性变异系数为评价指标,选取螺旋轴直径、螺距和转速为试验因素,进行单因素及Box-Behnken响应曲面试验,确定其最佳参数;基于两级排肥器传动比对施肥装置排肥质量的影响规律确定两级排肥器最佳传动比。结果显示:螺旋轴最佳组合参数为螺旋轴直径21 mm、转速140 r/min、螺距17 mm,此时排肥稳定性变异系数为2.5%;双齿轮排肥器和螺旋排肥器的传动比为1∶4时排肥连续且均匀。样机试验表明,两级排肥器的排肥一致性、稳定性、均匀性变异系数相比螺旋排肥器均有所提高。

摘要：为研究支柱尺寸差异对bcc点阵结构抗压缩性能的影响,在相同密度下,设计了5种不同支柱尺寸的bcc-x点阵结构。采用选区激光熔化技术制备了316L不锈钢bcc-x点阵结构,使用材料塑性本构建立点阵结构准静态压缩的有限元分析模型。实验和模拟的结果表明:随着支柱比例因子x的增加,bcc点阵的抗压缩性能体现出先升后降的趋势,且x大于1后,抗压性能对x更敏感。x为1时可获得最优的抗压性能,bcc-1的比刚度、比强度和比能量吸收分别为986.794 MPa·cm^(3)·g^(-1)、25.084 MPa·cm^(3)·g^(-1)和11.731 J/g。与bcc-1相比,x的降低和增加都会破坏单元的对称性,且x越偏离1时,层间高应力区分布越不规律,结构的变形越易失稳。其中bcc-1.5的抗压性能最差,比刚度、比强度和比能量吸收相对于bcc-1分别降低了20.765%和12.265%和12.309%。

摘要：目的通过机器学习构建(TiZrNbCrSi)N体系的硬度算法模型和韧性算法模型,结合高通量制备完成对兼具高硬度和高韧性的高熵氮化物涂层的成分设计和高效筛选。方法采用磁控溅射多靶共沉积技术制备强韧一体化的(TiZrNbCrSi)N高熵氮化物涂层。采用热场发射扫描电镜和能谱仪对涂层表、截面形貌及成分进行分析,利用纳米压痕仪测量涂层的硬度和弹性模量,采用压痕法定量表征涂层的韧性。同时,引入高通量制备技术大幅缩短样品制备周期,采用随机森林算法构建机器学习模型,对涂层的成分和性能进行高效分析和预测。结果(TiZrNbCrSi)N涂层的厚度约为720 nm,呈现柱状晶结构,其晶体结构为FCC。涂层的硬度为12~28 GPa,韧性值为1~10 MPa·m^(1/2)。机器学习对涂层硬度预测的均方根误差为1.118 GPa,对韧性预测的均方根误差为1.292 MPa·m^(1/2)。结论通过机器学习构建的硬度算法模型及韧性算法模型,对(TiZrNbCrSi)N涂层体系的性能预测结果具有较高的准确性。筛选获得的(Ti_(0.079)Zr_(0.081)Nb_(0.089)Cr_(0.119)Si_(0.068))N_(0.564)高熵氮化物涂层兼具高硬度和高韧性,其硬度为25.6 GPa、韧性值为8 MPa·m^(1/2)。

摘要：水源涵养是森林生态系统服务功能的重要组成部分。对北京鹫峰国家森林公园150-1150m海拔范围内10个海拔梯度上坡面主要水文过程进行了研究,发现水源涵养量随海拔升高呈“降-升-降”的变化规律,在海拔450m处最小(55mm),海拔750m处达到最大值(130mm)。水源涵养量在150-450m海拔范围内下降的主要原因是以蒸散为主要形式的水分输出在这一海拔区间随海拔升高递增,蒸散量占降水量的80%,在750-1150m海拔范围内下降的主要原因是降水输入随海拔升高递减。研究区土壤砾石含量高、降雨集中的特点,有利于强降水最大限度发生下渗,土壤水深层渗漏量超过降水量的20%。水分大量下渗有利于补充地下水、降低强降水引发土壤侵蚀的风险,但土壤砾石含量过高保水性太差使得水分大量下渗会造成土壤水分亏缺(-1.61%/a)。以海拔变化表征华北地区气候暖干化趋势发现,未来该区森林生态系统的水源涵养功能有减弱的可能,水资源短缺造成的生态压力或将进一步提升。

摘要：传统GNN基于同构性假设对近邻节点实现低通滤波功能完成邻域相似信息的聚合嵌入。但在异构图中分属不同类别的节点彼此多建立联系,而相同类别的节点在图拓扑位置上距离较远。这一特点给注重近端邻域信息聚合的传统GNN带来“远端节点信息聚合缺失”与“同构性假设失灵”的问题。因此设计融合空域与频域自适应嵌入机制的异构图神经网络(DA-HGNN)以解决上述问题。针对问题一,设计“远端空域嵌入模块”,旨在通过高阶随机游走迁移概率筛选并聚合远端相似节点,补充“消息传递的跨邻域自适应性”;针对问题二,设计“近端频域嵌入模块”,构建滤波器分离节点高频与低频信号,并设计频域导向型注意力机制对上述信息进行频域偏好的自适应融合,从而减少“同构性假设失灵”所引入的噪声。在四个公开异构图数据集中取得最优实验结果,准确率上平均提高6.41个百分点。在灵敏度分析和消融实验中阐述了超参数的选择机制和各模块的实际性能,并验证了在异构网络中“节点结构相似性”“节点属性向量相似性”以及“节点同构性”三者之间仍呈现正相关关系这一结论。在异构真实数据集中验证了欺诈检测效果,AUC指标提升4.4个百分点。

摘要：针对低空无人机避障路径跟随问题,设计了一种未知时变风扰下的无人机路径跟随方法。给出二维平面内的无人机运动学模型,完成避障路径跟随的数学建模;在未知时变风扰条件下采用矢量场方法设计了贝塞尔曲线期望路径的跟踪控制律,针对未知时变风扰下无人机地速无法测量的难点设计了地速估计器,分析了路径跟随的李雅普诺夫稳定性;在未知时变风扰条件下对贝塞尔曲线期望路径的跟踪进行了仿真验证。仿真实验证明:所设计的无人机路径跟随方法能够实现未知时变风扰条件下的路径稳定跟踪问题。