摘要：皮瓣移植是临床上治疗皮肤破损创面的一种常用手段,目前常采用样布描记法确定皮瓣形状.由于创面的表面形态复杂,获得的皮瓣轮廓精度低,术后愈合效果差.为此,提出一种基于变形能的皮肤创面展开方法.首先,应用层次值对创面模型进行层次划分,将创面形态学展开至平面;然后,引入有限单元法,赋予创面网格模型中的三角单元以材料属性,定义单元由空间展开至平面产生的变形能,模拟皮瓣在覆盖创面时可能发生的变形;最后,根据变形能优化调整展开形状实现对皮瓣形状的区域优化与术前设计.选取十几例复杂创面模型进行展开分析的结果表明,所提方法优化后的面积误差可缩小至5.63%以内,且变形能向最小稳定值收敛.

摘要：船舶操纵系统是自主船舶的重要组成部分,其可靠性直接关系到船舶的安全作业。论文以自主船舶操纵系统为研究对象,将GO法与贝叶斯法相结合建立可靠性分析模型。通过定量推理方法确认该系统的薄弱环节是燃料供给系统和冷却系统,并对软、硬件的共因失效进行了分析。还对操纵系统设备和失效数据区间进行了敏感性分析。分析结果可为船舶操纵系统的冗余设计提供依据,以提高自主船舶的可靠度。

摘要：围绕金属-非金属结构区域性损伤诊断机理和损伤概率诊断方法展开研究,首先,采用压电阻抗理论,基于机电耦合原理提取结构传感器机电阻抗的特征参数,设计稀疏传感阵列获得损伤累积程度与特征参数之间的对应关系;其次,构建损伤累积程度的高斯概率诊断模型;最后,通过少量传感器,判定损伤区域和损伤累积程度。实验结果表明,损伤特征参数随损伤的发展变化显著,概率诊断模型较好地反映了损伤区域和损伤累积程度。

摘要：为解决传统管道机器人质量大、体积大等问题,以三杆星型张拉整体作为基本单元,设计了一种新型张拉整体管道机器人,其运动步态为纵波法运动步态.为验证新型张拉整体管道机器人的可行性,建立了五单元机器人的动力学仿真模型,研究了不同模型参数和不同工作条件下的机器人运动性能.结果表明:五单元机器人既能够在方形长直管道中按照纵波法步态平稳前进,还能通过增大斜索预应力、静摩擦系数和驱动长度以及减小动摩擦系数和驱动时间提升前进距离,但过度调整可能会引起能量输入过大和稳定性下降;机器人在管道倾斜角度大于20°时无法前进,但在单元损坏、均匀负重或圆管内前进3种不同的工作条件下,机器人均能保持良好的前进性能.

摘要：为探究闪长玢岩蠕变特性,开展了分级加载和循环加卸载三轴蠕变试验,研究了闪长玢岩的变形及长期强度特征,并基于试验结果,建立了能够描述闪长玢岩黏弹-塑性变形的损伤蠕变模型。研究结果表明:随着偏应力水平的增加,轴向变形和侧向变形逐渐增加,体积变形先增加后减小;轴向应变率先降低后基本保持不变,试样破坏时又迅速增加。在同一偏应力水平下,瞬时弹性应变大于瞬时塑性应变,而黏塑性应变大于黏弹性应变。通过稳态速率与应力比关系曲线法,可以得到更加准确、具体的岩石长期强度。基于黏弹性应变曲线特征,建立了考虑黏滞系数随时间和应力衰减的Kelvin模型;将Abel黏壶与塑性滑块元件并联,并引入损伤变量,建立了黏塑性损伤模型,将两者串联得到了闪长玢岩损伤蠕变模型。将试验曲线与模型曲线进行对比拟合,拟合程度较高,验证了模型的合理性。

摘要：针对单特征输入时,现有声场景分类方法分类准确率不高且泛化能力不强的问题,提出了一种基于多流卷积和数据增强的声场景分类方法.首先,介绍了卷积神经网络和混合数据增强的基本原理;其次,基于网络并行输入理论,设计了一种多流卷积神经网络模型以期实现多流特征融合,其由特征提取模块和特征融合模块组成;然后,为进一步提升模型的准确率并降低模型过拟合的概率,提出了一种多维混合数据增强方法以实现特征数据的平滑处理;最后,采用9种特征组合方案,基于Urbansound8K,ESC50和ESC10数据集分别开展了声场景分类实验.实验结果表明:模型的准确率分别为88.29%,77.75%和96.25%,验证了当使用该方法进行声场景分类研究时,模型具有较高的准确率和较强的泛化能力.

摘要：针对多架无人机共同为地面用户提供差异化服务的场景,本文提出一种基于分层联邦学习的动态RAN(Radio Access Network)切片框架,目的是提升切片性能隔离效果、减少协同训练过程的通信代价.考虑到无人机动态部署和数据不足等特点,本文通过数据增广促进本地模型训练.为了使得距离地面基站较远的无人机有更多机会参与联邦学习并降低通信代价,本文根据位置和数据分布信息设计支持边缘模型聚合的无人机分簇策略.在此基础上,本文探索基于注意力机制的边缘和全局模型聚合方案,以增强全局模型的泛化能力.仿真结果表明,与联邦平均和分布式LSTM(Long Short-Term Memory)相比,所提方案在切片性能隔离的时长占比上分别有8.4%和16.5%的提升,并降低了无人机协同训练的通信代价.

摘要：针对小型无轴承永磁薄片电动机的设计要求,基于理论计算与有限元仿真设计定、转子,并以转矩和悬浮力为目标设计电动机转矩绕组与悬浮绕组,以转子旋转坐标系为基础设计转子悬浮力直接控制策略。建立仿真模型对转子起浮及电动机升速过程进行仿真,仿真分析表明电动机起浮响应速度快,运行稳定。并搭建试验台进行验证,试验结果表明转子静浮时振动不超过±5μm,转速达到2000 r/min时振动不超过±40μm,实现了电动机的稳定悬浮及旋转。

摘要：为了提高传统预应力干连接节点的抗震性能,提出一种带软钢阻尼器的低损伤自复位装配式混凝土(self-centering precast concrete, SCPC)耗能框架节点。设计了10个不同参数试件,对其进行拟静力试验,研究不同试验参数下梁柱组合体的裂缝开展情况、滞回特性、预应力筋合力、骨架曲线、钢筋应变等。试验结果表明:相比传统的RC节点,低损伤SCPC节点具有良好的自复位能力和抗震性能,预制构件最大裂缝宽度仅为0.08 mm;试验中预应力筋始终保持弹性状态,初始预应力越大、预应力筋四周布置能明显提高SCPC节点的初始刚度和耗能能力,耗能条尺寸为中等型号的软钢阻尼器D1在三种阻尼器中耗能效果最佳;梁中纵向钢筋的应变也随梁端位移的增加而增加,且拉应变值明显大于压应变。此外,通过节点有限元模拟和试验结果的误差分析可得,节点张开弯矩、极限弯矩、初始刚度和开裂后刚度的最大误差均在7%以内,从而验证了有限元模拟方法的精确性,可为低损伤SCPC框架结构的整体抗震分析奠定基础。

摘要：为设计具有大行程与良好解耦特性的三平动微定位平台,提出了一种新型2T3R型运动副。基于2T3R型运动副,设计了三平动微定位平台的结构;采用非线性模型法建立了平台力-位移关系与丢失运动的理论模型,并采用拉格朗日方程建立了平台固有频率的理论模型;采用目标规划法对三平动微定位平台进行了参数优化;通过有限元仿真验证了理论模型的正确性。理论计算与仿真研究结果表明:平台一阶固有频率为51.27 Hz,在1 mm运动行程内,x、z轴方向的丢失运动分别小于0.67%、0.20%,输入与输出完全解耦。研究结果证明了运动副、平台结构设计的有效性及优化模型的可行性。