摘要：研究目的:为满足速度120 km/h城市轨道交通快线特殊地段的减振需求,且便于施工、养护维修,提出一种装配式浮置板轨道新结构,基于有限元法和车辆-轨道系统耦合动力学,对该结构进行模态分析、动力指标评价以及减振效果评估,并对比分析不同板长下的影响。研究结论:(1)浮置板板长取3.55 m、4.75 m和5.95 m,其结构基频为12~14 Hz,增加板长会降低固有频率,但对各阶模态振型影响不大;(2)4.75 m和5.95 m浮置板轨道的车辆运行安全性、平稳性及轨道结构稳定性均满足要求,为使各项动力响应指标均满足要求,3.55 m浮置板轨道的钢弹簧支承刚度应大于8.5 MN/m;(3)3.55 m、4.75 m及5.95 m板长对应的分频振级均方根差值分别为14.32 dB、15.49 dB和16.48 dB,浮置板越长,在低频1~5 Hz减振效果越差,但在较高频20~125 Hz减振效果好,更符合城市轨道交通的减振需求,具体结构设计时应结合环评评价结果,根据施工条件和实际减振需求合理选择轨道板类型;(4)针对城市轨道交通特殊减振地段,本研究结论可为装配式浮置板轨道的选型和应用提供理论指导。

摘要：电驱可控震源复杂的工况环境对驱动电机的性能提出了较高的要求。针对可控震源在行驶和激振工况下的动力需求,开展了驱动电机动力参数匹配设计,确定了驱动电机的主要设计参数;建立了驱动电机的二维有限元模型,采用子域法研究了电机在空载、额定工况下的磁通密度特性和谐波幅值,分析了电机磁通谐波畸变规律;开展了电机气隙长度优化设计以及电机转子结构的正交优化试验,得到了转子最优结构参数,并研制了电机样机。结果表明:在电机隔磁桥、永磁体与转子边缘之间区域的磁通密度波形畸变严重;永磁体与转子边缘之间区域的高次谐波对电机的影响较大,其3次谐波在基波中的占比高达83%;优化后电机效率可达96.8%。研究结果为电驱可控震源的优化提供了参考。

摘要：本文研究了一类热声固多物理场耦合中的初边值识别问题,建立了基于超声回波时间测量的固体结构表面热流和尺寸的多参数同时识别模型.利用热传导方程的极值原理,证明了耦合问题多参数识别中解的唯一性,为超声同时测温测厚等工程应用提供了理论支撑.在数值求解正问题的基础上,将反问题重新表述为由偏微分方程约束的优化问题.将共轭梯度法反演热流和最速下降法反演厚度相结合,发展了多参数识别问题的交替迭代算法,并通过严格的收敛性分析,给出了交替迭代算法的收敛性条件,证明了算法的全局收敛性.最后通过设计数值算例,验证了本算法的可靠性和可行性,并对比了仅识别热流的单参数识别算法,验证了本算法在精度方面的提高.

摘要：目的从文化生态视角研究现代主义设计大师阿尔瓦·阿尔托的设计理念,探索文化生态对设计领域的影响。在此基础上,总结阿尔托那蕴含文化内涵的设计思想与方法,为当代中国设计领域的文化传承与设计创新提供有价值的参考,同时为避免设计造型趋同现象泛滥提供有效的解决思路。方法运用文化生态领域的概念和特性解读阿尔托经久不衰的设计理念,将其归纳为文化诉求设计方法与仿生设计方法,并结合设计案例进一步从文化内涵和生命通感等方面进行深入梳理、分析和诠释。结论文化生态是阿尔托设计思想内核,他既传承"师承自然"的传统文化观念,又从情感化方面着手,从现代主义设计思想层面进行改革创新,因此他的设计更具有文化性、情感性和可用性。

摘要：为研究含气率对某分流叶片式航空燃油泵叶片的压力脉动规律,基于RNG k-ε湍流模型和Euler-Euler非均相模型,应用ANSYS CFX软件对航空燃油泵在不同含气率条件下进行数值计算,分析燃油泵的气相分布和叶片压力脉动规律.研究结果表明:气相主要分布在叶片的压力面,吸力面分布较少;随着含气率的增大,气相逐渐向长短叶片吸力面发展,并扩散至叶轮流道;在长叶片前段相对位置0~0.5处,气相体积占比随含气率的增大而增大,在长叶片压力面后段(相对位置0.5~1.0处)和短叶片压力面上气相占比几乎为100%,产生气液分离,在长叶片吸力面后端和短叶片吸力面上,气相占比较少,几乎为0;通入气相会使监测点压力脉动幅值变大,但含气率继续增大会降低燃油泵叶片压力脉动幅值;长叶片的中段和短叶片前段的主导频率受含气率的影响会发生改变,由于分流式叶片的设计结构,含气率对叶片压力脉动影响主要体现在流动最为复杂的长短叶片的交界面处即短叶片的进口位置;分流叶片在改善流动的同时,也会影响相应位置的压力脉动.研究结果可为分流叶片式燃油泵设计提供一定技术参考.

摘要：针对大规模网络高效布局和递进式结构分析的需求,提出基于社区发现的多层级力导向布局算法。首先,该算法采用Louvain算法对网络进行多层级社团结构划分,根据划分结果压缩网络并进行骨架布局,确定网络整体架构;然后,采用自适应的力导向变体算法对各个社团内部的原始节点并行布局,细化社区内部网络结构,并引入补偿力减少社区划分带来的网络结构信息缺失;最后,设计了初始布局算法、改良了振颤模型来减少布局所需的迭代次数。实验结果表明,与现有网络布局算法相比,该算法能够更清晰、高效地展示大规模社交网络数据,满足大规模复杂网络可视化的需要。

摘要：为了降低永磁同步电机PMSM(permanent magnet synchronous motor)控制系统的成本并获得高分辨率的转速和转子位置信息,设计了一种采用开关型霍尔位置传感器来获取PMSM转速与转子位置的新型估计法。当电机运行时,通过电流补偿的一阶算法得到一组转速和转子位置数据;同时,将霍尔传感器输出的三相霍尔信号经过坐标变换和低通滤波器,得到含转子位置信息的霍尔矢量基波分量,利用正交锁相环OPLL(orthogonal phase-locked loop)提取出另一组转速和转子位置数据。然后,对两组数据采用加权平均处理的方法得到最终的估计转速和转子位置。仿真与实验结果表明,采用该方法减小了传统一阶算法估计结果的滞后性,提高了转速和转子位置估计精度。

摘要：在微创手术机器人系统中,传统线驱动式手术器械的偏摆关节与夹持器的转动关节之间存在运动耦合,这会对手术器械的运动精度产生不良影响。为此,提出了一种新型的四自由度线驱动式手术器械,其偏摆关节采用行星齿轮式结构,以实现偏摆关节与夹持器之间的运动解耦。首先,对传统线驱动式手术器械的关节运动耦合问题进行了分析。然后,设计了行星齿轮式转动的偏摆关节,并通过几何理论分析证明了其具有极低的关节耦合性,且钢丝绳在运动过程中的受迫形变量极小;同时,通过标准D-H参数法建立了新型手术器械的正运动学模型,并利用解析法求得了其逆运动学的封闭解。最后,分别使用MATLAB软件的Robotics Toolbox和Simulink环境中搭建的仿真模型对手术器械的正、逆运动学模型的准确性进行了验证,并采用蒙特卡罗法分析了其工作空间。仿真结果表明,所提出的手术器械的结构设计可靠,关节之间的运动耦合性较低,其工作空间能够满足微创外科手术的要求。研究结果可为柔性线驱动式手术器械的结构设计与运动学分析提供参考。

摘要：研究钻井液中纳米SiO2含量对套管摩擦学性能的影响,用2Crl3钢材加工制作销盘,在含有不同纳米SiO2的水基钻井液下进行摩擦试验,得出了销盘磨损率、摩擦系数、钻井液温度变化,并分析测试了实验后销盘的硬度、膜基结合强度、三维形貌和EDS表面元素组成。试验研究结果表明:钻井液套管的主要磨损类型为磨粒磨损和氧化磨损;在钻井液中加入纳米SiO2可以显著降低套管磨损率;纳米SiO2粒子在套管摩擦磨损过程中可以起到保护、承压、填充、抛光、屏蔽作用,降低套管的磨损率;在钻井液中加入2%的纳米SiO2可获得最低磨损率,继续添加纳米SiO2将降低表面膜的粘结强度进而提高套管磨损率。结论:在钻井液中加入纳米SiO2可显著降低套管磨损,2%的纳米SiO2添加量具有对套管的最佳润滑效果。

摘要：新冠肺炎疫情导致城市脆弱性暴露无遗。提高城市抵御灾害能力是城市规划的基本职责,此次疫情致灾的规划应对成效需要及时总结。文献调查发现:基于健康灾害的城市脆弱性理论及规划实践研究,国内外可资借鉴的学术成果十分缺乏,急需建立研究框架。本文由此提出的研究框架聚焦探索疫情扩散条件下的城市脆弱性空间响应规律,运用城市规划、预防医学等知识开展交叉学科研究,借助GIS、空间图谱、元胞自动机、血清流行病学调查等技术手段,探讨城市重大疫情与脆弱性的空间相互作用关系。总体思路上,研究从疫情扩散和城市脆弱性两个方面,分别建立疫情传播网格动力学模拟模型和城市脆弱性空间图谱模型,通过对两者进行空间耦合,描述其耦合机理、揭示其耦合规律,据此制订规划应对疫情的技术调控策略。期望研究结果有利于丰富完善综合防灾减灾规划理论,有利于保障城市安全,有利于建设"健康安全"人居环境。