摘要：激光增材制造(laser additive manufacturing,LAM)技术极适合复杂整体构件的近净成形和高附值损伤件的快速修复.然而,激光增材制造熔池内部复杂的动态凝固过程显著影响成形件的终态组织,进而制约其服役性能.本文针对激光直接能量沉积(direct energy deposition by laser,DED-L)Inconel 718过程,构建宏观传热传质与多相场耦合的多尺度数学模型,解决了熔池宏-微观温度场的直接耦合,并基于MPI并行程序设计实现了熔池二维的全域定量模拟,研究了凝固过程中的晶粒演变过程.结果表明,模拟的熔池尺寸、凝固界面与实验结果吻合较好.熔池凝固界面形态和晶体择优取向是影响晶粒演变的重要因素.在熔池横截面上,凝固过程主要受温度梯度方向的驱使,取向与温度梯度方向夹角越小的晶粒占优生长.在纵截面上,晶粒的生长表现出弯曲生长以及"上三角"的晶粒特征,温度梯度方向的渐变导致了晶粒弯曲,相邻晶粒的竞争行为决定了晶粒形貌.本文阐明了金属激光增材制造晶粒演变的机理,有助于厘清增材制造热物理、化学、冶金过程,为凝固组织的预测和调控提供理论指导.此外,该多尺度数学模型也适用于其他金属材料的激光增材制造过程.

摘要：为解决淡水河砂资源短缺、水泥高能耗等问题,采用海水海砂代替淡水河砂、粉煤灰代替50%的水泥制备海水海砂高掺量粉煤灰自密实混凝土(HVFA-SCC).同时,为解决海水海砂的使用引起钢筋锈蚀问题,采用纤维增强复合(FRP)筋代替钢筋.为研究玻璃纤维增强复合(GFRP)筋与海水海砂HVFA-SCC的粘结性能,本文制作了9组拉拔试件,重点讨论混凝土材料、筋材直径和筋材类型对粘结失效机理、粘结强度及粘结-滑移曲线的影响规律.并且,分析不同粘结滑移本构模型预测GFRP筋与海水海砂HVFA-SCC粘结-滑移曲线的准确性.最后,基于FRP筋增强混凝土的粘结-滑移曲线数据,校核双α粘结滑移本构模型参数.研究表明:排除混凝土强度影响后,混凝土类型对粘结强度的影响较小;筋材直径的增加导致粘结强度降低,粘结失效机理由筋材树脂层剪切破坏转为树脂层磨损破坏;筋材类型(GFRP筋、BFRP筋及带肋钢筋)对粘结强度基本无影响;基于粘结-滑移曲线数据,获得了不同参数拉拔试件的双α粘结滑移模型表达式.

摘要：为了有效应用数字化技术提供的精细化地理与负荷信息,根据中压配电网的基本特点,将配电网中的元件抽象为图论中的节点和支路,以经济性和可靠性为目标,建立一种新型的大规模中压配电网双Q规划模型;将0-1变量编码方式转化为序列整数编码方式,降低模型求解的复杂度;提出精英蚁群Q算法,并利用该算法求解辐射状网架,根据最短路法和联络优先原则设置联络线,经过反复迭代得到闭环最优网架。广州某新建园区的算例结果验证了所提模型与算法的有效性。

摘要：针对六自由度小型四旋翼无人机在轨迹跟踪控制过程中,单一控制器构成的控制系统存在外部未知干扰,系统的鲁棒性以及轨迹跟踪精度容易产生较大的波动问题,该文章提出了一种基于固定时间扰动观测器的全闭环控制方案,即针对位置与姿态的双闭环控制;首先利用固定时间理论设计了两个扰动观测器,在固定时间内对扰动做出估计并进行补偿;在此观测器对扰动值的精确估计基础之上,设计了两个具有扰动补偿能力的非线性跟踪控制器;李雅普诺夫稳定性理论证明了所述方法的有效性;仿真实验中,为对比所述控制方法的有效性,同时采用传统单一控制器构成的无人机控制系统进行对比分析;在无人机质量为m=1.44 kg、环境重力加速度为g=9.8 m/s^(2)以及其他模型参数一致的前提下,进行大量的仿真实验验证了所提出的基于固定时间扰动观测器的扰动补偿控制系统,能够保证小型四旋翼无人机六自由度受到复杂外部干扰时准确估计出外部干扰值,并实现无人机进行高精度轨迹跟踪控制,且轨迹跟踪精度与抗扰性能皆优于传统单一控制器构成的无人机控制系统。