摘要：针对货车超载运输为道路安全带来巨大威胁，而目前主流的货车超载判别方法存在判别效率低、监管范围小、检测成本高的问题，提出了一种基于TOI-Net的高精度货车超载智能判别方法。首先，设计了针对于超载判别任务的货车行驶轨迹图像生成方法，可将多维度货车行驶轨迹时空数据转化为货车行驶轨迹图像，在降低数据复杂性的同时实现了特征的聚合；然后，设计了一个高精度货车超载智能判别模型TOI-Net,其由RepVGG模块和位置注意力模块组成，能够充分挖掘货车行驶轨迹数据中的超载信息特征，高效完成超载判别任务。在货车超载数据集上的实验结果表明，所提方法的超载判别准确率为96.1%,且性能指标均高于主流识别网络，实现了对于货车超载行为的精确、快速和全面的判别。

摘要：水凝胶材料因优异的亲水、生物相容性及可调节的仿生特性等备受关注,但其固有的非均匀微观结构和低密度分子链使得其力学性能较差,限制了其实际应用,制备出机械强度高又有韧性的水凝胶材料一直是本领域研究的难点。由于复合材料不断向功能化和智能化的方向发展,将高分子水凝胶引入纺织领域制备凝胶基纺织复合材料不仅能改善凝胶材料的缺陷,还可提升纺织材料的性能,扩宽其潜在的应用前景。本文综述了水凝胶纺织复合材料的研究进展,重点介绍了水凝胶基纺织复合材料的设计策略及其力学性能、抗菌性能等方面的增强,讨论了复合材料在油水分离、医用敷料、可穿戴电子设备和阻燃防护等方面的应用进展,并对未来研究方向进行了展望。

摘要：针对大型直缝焊管JCO成形过程中难以准确得到压下量的难题,文中提出了一种根据计算折弯角的大小来计算压下量的方法。其关键为:在考虑预弯和最终成形具有一定开口的前提下,对每一道次的折弯角进行分配,通过理论分析给出每一道次折弯角的计算公式。建立JCO成形的有限元模型,通过分析应力应变状态,获得板料成形过程中的回弹情况和形状演化规律。研究了X65钢的JCO成形过程,当成形道次为17时,通过理论解析获得了每一道次折弯角为16.3°。运用有限元模拟,分析板料成形压下量和回弹后折弯角的关系,通过对模拟结果进行线性拟合得到了理论解析式,得到了每一道次折弯角对应的压下量,试验和理论压下量对比,平均相对误差为6.45%,证明了该方法的可行性和精确性。

摘要：橡胶坝常用于低水头、大跨度的闸坝工程,如防洪、储水、发电、供水、挡潮及城市园林美化等工程,不仅起到闸门、滚水坝和活动坝等作用,而且具有瀑布景观效果.本文建立了橡胶坝有限差分计算模型,系统分析了充水压力、上游水位及坝袋几何尺寸等参数对橡胶坝断面形状的影响.开展了室内模型试验,验证了计算模型的准确性.讨论了上游挡水水位与坝袋高度、断面面积、宽度、接地宽度和顶部位置等参数间的关系.研究发现,坝高H/L和横断面面积A/L^(2)随上游水位Hr/L的增大呈非线性减小趋势,而坝宽B/L、接触宽度b/L和坝顶距锚固点水平距离D/L随上游水位H_(r)/L的增大而非线性增大.基于Chapman-Richard曲线模型对本文得到的橡胶坝几何形状尺寸进行拟合,提出了简化的橡胶坝设计计算公式,可为实际工程设计评估提供参考.

摘要：橡胶坝是一种应用广泛的挡水建筑物.针对传统橡胶坝的挡水水位有限、对坝袋材料要求较高且坝袋易振动磨损等不足,提出了采用平行并排锚固方式的双腔橡胶坝结构.基于有限差分方法建立了双腔橡胶坝的二维结构-流体数值计算模型,利用已有理论和试验结果验证了该模型的准确性.系统分析了双腔橡胶坝的受力变形规律,得到双腔橡胶坝截面形状及张拉力变化特点.结果表明:上游水位增加,上游坝袋坝高先增加后降低,坝宽先降低后增加,下游坝袋坝高持续降低,坝宽持续增加;基于节约材料和有效提高临界挡水水位,确定了上、下游坝袋锚固间距最佳值为D=0.08L1,周长的最佳比为L_(2)=0.8L1;基于最佳锚固间距和周长比得到了不同压力水头下双腔橡胶坝变形规律及张拉力分布规律.本研究成果有望为新型双腔橡胶坝的设计计算和工程应用提供理论依据.

摘要：利用3D打印技术制备功能梯度材料成为研究热点,但仍需要一种可以实现材料的梯度变化与组分自定义设计的建模方法来设计杂材料分布或仿生结构的功能梯度材料模型。鉴于此,本文提出基于多点梯度源与B样条曲面节点结合的功能梯度材料建模方法,根据功能梯度材料设计原则,在材料空间内建立B样条曲面,并将梯度源中心放置曲面节点上构建材料模型,根据材料分布结构,将材料空间映射至工件几何空间中,得到复杂结构功能梯度材料模型。以Visual Studio2019为建模系统开发平台,通过3D打印实验验证了该方法的正确性与可行性。

摘要：传统的下肢骨折治疗方案普遍存在复位精度差、易造成二次创伤与并发症、延迟愈合等局限性.随着现代医学和机器人学的交叉融合,基于六自由度并联机构的微创骨折复位与固定技术得到广泛关注和应用.现有六支链并联骨折外固定支架普遍存在术前CT扫描易造成伪影、影响骨折复位轨迹规划的不足.针对上述问题,本文设计了一种三支链六自由度并联外固定支架3-SPRP.由于此支架用于人体下肢骨折的复位与固定,为了满足外固定支架的轻质量高刚度需求,本文开展了将支架质量与刚度均视为优化目标的多目标优化设计.首先,采用闭环矢量法建立3-SPRP并联外固定支架的位置逆解模型,基于瞬时旋量建立运动/力映射模型;其次,采用半解析建模法建立3-SPRP并联外固定支架的静刚度模型,对比理论刚度模型与有限元仿真模型在6个典型位姿下的各向线刚度,验证支架刚度模型的准确性;最后,以瞬时变形能为刚度指标,将3-SPRP并联外固定支架的刚度与质量均视为优化目标,开展多目标优化计算,定义最小距离法确定支架刚度与质量的最佳匹配关系.优化后整机质量约为0.889 kg,相较于优化前仅增加24 g,而各向线/角刚度值普遍提升50%左右,表明3-SPRP并联外固定支架的刚度优化设计的有效性.上述工作将为后续三支链六自由度并联骨折外固定支架的物理样机制造与实验研究提供理论基础.

摘要：对于海岸工程所遇到的自然灾害,仅以加大结构尺度与结构强度的传统方法应对是不可取的。改变传统理念,通过改善工程与环境的关系,提高工程韧性是较合理的选择。韧性海岸工程以工程系统与环境相协调,具有吸收和适应自然力、灾害情况下维持其功能以及灾后可快速恢复的能力为特征。针对港口工程、海岸及港口防护工程建设提出了韧性工程实施策略及方法。以韧性工程理念对港口规划与平面布置、复杂环境下的码头结构及航道工程设计提出优化原则与方案。海岸及港口防护工程可采用多重防护、吸收性防护、变形型防护及生态型防护等类型,以改善工程与环境的适应性,增强工程韧性。

摘要：针对钢桥塔的装配施工中,传统的人工预装配过程耗时耗力、效率低下且难以对实际装配过程中的整体线形进行调控分析等问题,建立了基于点云的高精度曲线钢桥塔整体虚拟装配系统方法,降低钢桥塔节段制作误差、自重和温度等受力变形偏差和实际装配过程误差对桥塔整体线形的影响.首先,开展基于节段点云模型的曲线钢桥塔整体虚拟装配,以降低节段制作误差的影响.通过三维激光扫描仪优化扫描方案对各钢节段进行扫描,获取钢节段点云数据并进行点云预处理、参数化建模.基于各节段参数化点云模型,提出了利用RBF神经网络进行轴线预测的曲线钢桥塔节段三点空间定位方法,对钢桥塔节段进行虚拟装配.然后,结合某桥上塔柱的实际工程案例,通过逆向叠加桥塔自重和温度的施工变形,消除施工受力变形.针对实际施工过程中已产生的节段装配误差,利用“施工控制”的思想,通过对其后续节段装配控制点坐标的调整,逐步降低前期节段装配误差对整体线形的影响,进一步提高了曲线钢桥塔的整体装配精度.最后,对建成的花篮形上塔柱进行整体扫描并与设计模型进行了对比,验证了上述系统方法对提高曲线钢桥塔实际装配施工精度的积极作用,为类似复杂钢结构的装配施工提供了技术参考.

摘要：利用电刺激经络导通的方法治疗脑血管疾病引起的偏瘫、风湿、关节炎、颈腰椎疾病已被中外医学界广泛认可,本文设计了一种新型的基于电刺激的经络导通仪。从硬件电路设计和软件程序流程两方面入手,介绍了仪器的设计组成,给出了设计框图和器件的选型。同时设计了针对不同病症的电刺激经络导通临床处方,大量临床试验证明本仪器安全有效。