摘要：弹性模量是工程材料重要的性能参数,可以衡量物体抵抗弹性变形的能力.弹性成像是一种通过弹性模量表征生物体组织物理特性的医学成像方法.为了将弹性成像应用于机械装备结构的缺陷识别,提高弹性成像的局部表征和全局识别能力,提出一种基于拓扑优化的结构弹性成像方法.受拓扑优化理论启发,采用结构离散单元的相对密度(弹性模量系数)作为弹性成像参数来表征损伤程度,建立成像参数与弹性模量的插值模型,基于有限元模型构建损伤表征、结构模型与物理响应的映射关系.以损伤结构和无损结构位移响应的最小二乘为目标函数,以成像参数上下限为约束,建立结构弹性成像的优化模型.以伴随法推导弹性成像问题的灵敏度,并详细给出了弹性成像反演的数值实施方式.二维悬臂梁和米歇尔梁算例表明,本文提出的基于拓扑优化的弹性成像方法无需先验损伤信息,可有效实现均质/非均质、单/多缺陷结构的弹性成像,且弹性成像结果不依赖于特定的边界条件,进一步将弹性成像方法扩展至三维悬臂梁问题验证了其通用性.

摘要：提出一种强基因模式组织算法,给出了强基因模式、连续模式以及对称模式的定义,使用节约法提取强基因模式.设计了选择、变异和模式重组算子,同时建立了以运输成本为目标、具有时间窗等约束的车辆路径问题模型.将该算法与改进的遗传算法、改进的差分进化算法和节约法对模型进行仿真实验.结果表明,强基因模式的应用及模式重组算子大大缩小了解的搜索空间,提高了算法的收敛速度和解的精度,其性能优于其他3种算法.

摘要：建立了包括缸体、框架、轴瓦、曲轴及连接螺栓的发动机主轴承座网格模型,通过指定不同的接触区域、接触条件、载荷、约束边界条件及多点约束,分别建立了螺栓预紧、轴瓦过盈、曲轴动压力及热负荷四种工况主轴承座强度分析有限元模型。采用二阶修正单元并通过接触主从面上单元的对应性来保证计算精度和收敛性,采用小滑移接触算法计算出各工况下主轴承座的应力和变形情况,根据计算结果,对主轴承座的强度、变形、滑移表面的滑动以及轴瓦背面的压力分布进行了评价,对主轴承座结构提出了改进意见,改进方案满足结构设计要求。

摘要：设计合成了一种以均三嗪为核,苯乙烯基、氮碳双键共轭键为桥,羟乙氧基为供电子基团的八极分子,用IR、EA、1H MNR、UV-Vis和DSC-TG等对其结构和性能进行了表征,采用粉末倍频法对其二阶非线性光学性能进行了测试.实验表明:在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中该八极分子的最大吸收波长为411.5 nm,热分解温度为397℃,倍频效应强度为磷酸二氢钾(KDP)晶体的1.7倍,具有较好的热稳定性和透明性,可用于制备性能优异的非线性光学材料.

摘要：简要阐述了流-耦合模型的基本理论:Biot固结理论和有效应力原理,并讨论了非饱和土边坡中渗流场和应力场的相互影响;基于流-固理论和ABAQUS中耦合模型的建立,对三峡库区某滑坡在5种工况下稳定性分析研究。模拟计算结果表明:降雨入渗比库水位变动对该滑坡稳定性影响大,库水位变动对滑坡前缘土体影响较大,降雨入渗对滑坡浅层土体影响较大;利用ABAQUS中*Soils分析步分析边坡的流固耦合现象是可行的,在计算工况下,该滑坡处于稳定状态,与监测资料对比,模拟结果总体可靠,可以作为该边坡稳定分析评价及排水加固设计的依据。

摘要：为提升锥面包络蜗杆与二次包络蜗轮的模型精度,提出其复杂齿廓数字化建模方法与模型求解算法。基于蜗轮副成型过程构建了锥母面砂轮、蜗杆与蜗轮的坐标标架及数字建模系统,采用矢量法、微分几何和运动学等方法推导了蜗杆齿廓的啮合方程,运用空间变换矩和啮合理论建立了蜗杆齿廓的数字表征模型。以蜗杆齿廓为新母面进行二次包络运动,建立了二次包络蜗轮齿廓的啮合方程与数字模型。通过联立母面包络条件和蜗轮副齿廓边界,给出了蜗轮副齿顶和齿底环面母线方程,并构建了蜗轮副数字表征模型的约束条件。针对蜗杆与蜗轮齿廓成型特征,设计了复杂齿面数字表征模型的求解算法。在MATLAB环境下开发求解算法计算程序,计算蜗杆齿廓和蜗轮齿廓在不同坐标系下的接触样线,计算结果表明,蜗杆和蜗轮接触线均保持复杂的非线性。根据设计的求解算法计算出了蜗杆与蜗轮齿廓的全部啮合点云,采用逆向包络法验证了点云计算精度。在Creo环境下,对啮合点云进行包络拟合得到了蜗杆与蜗轮3维数字化模型,根据成型过程和啮合条件将蜗杆与蜗轮进行虚拟装配及运动仿真,验证建模效果和传动性能。建模实例和装配结果显示,蜗轮副计算点云精度保持在10^(–9)与10^(–8)级之间,传动效果与理论相符,证实了数字模型与求解算法的有效性与准确性。

摘要：进行了5个对照组,总计8个1∶5四桩承台冲切破坏的模型试验与有限元分析,试件均按空间桁架理论设计,配筋形式包括集中于桩顶区域布置纵筋,布置腹部水平钢筋网与配置型钢桁架。研究结果表明:承台冲切破坏的传力体系为带有主要单向压应力区域的混凝土作压杆,桩顶区域间的纵筋作拉杆的空间桁架;以我国现行规范与ACI 318-08规范中的临界截面应力法为代表的上限解法在传力机理方面存在理论欠缺;当承台与桩筏筏板的破坏形式为冲切破坏时,可依据空间桁架传力机理,合理布筋,创造出性能优良的新型结构。给出了与试验结果吻合良好的承台与桩筏筏板的开裂荷载公式。

摘要：抗滑桩土拱效应的研究目前主要是建立在连续介质理论基础上,难以考虑土体颗粒粒度组成等重要影响因素,因此有必要进一步深入揭示土体这种非连续、非均匀散粒体的成拱机理。利用颗粒流方法,研究了抗滑桩截面大小、间距、桩土相对变形速度和土体颗粒粒度组成对土拱效应的形成、发展、破坏和再形成过程的影响,并揭示了这些因素对土拱的极限承载能力、残余承载能力和桩土荷载分担比的影响规律。结果表明:以上因素对抗滑桩土拱效应影响显著。土拱的极限承载能力随桩间距与桩宽的相对比例增大而减小,随桩土间的相对运动速度和土颗粒的分布宽度增大而增大;残余承载能力和桩体荷载分担比随桩间距与桩宽的相对比例和土颗粒的分布宽度增大而减小,随桩土间的相对运动速度增大而增大。因此在抗滑桩设计及布桩位置选择时,应尽可能考虑相关影响因素,以优化设计,节省投资。

摘要：为了获得具有高承载和吸能特性的新型多孔结构,提出了基于三周期极小曲面的空心多孔结构设计与力学性能分析方法。通过将不同水平参数的I-Wrapped Package(I-WP)型三周期极小曲面进行布尔运算,实现空心多孔结构设计,基于数值均匀化法评估了空心多孔结构的等效属性,采用有限元法分析了空心多孔结构的静态力学性能,通过压缩实验分析了空心多孔结构的压缩和吸能特性。相对于I-WP型基础结构,I-WP型空心多孔结构具有更高的等效体积模量,在静态载荷下承载能力更强,在动态载荷下压缩和吸能特性更优。

摘要：为满足精密位移的需要,研究开发了一种大行程、纳米级和计量型三维精密位移系统。采用模块化结构设计,即3个方向的驱动机构均采用完全相同的设计结构,分别称为X、Y、Z向一维工作台。位移系统在X、Y、Z3个方向采用粗、精两级驱动,并分别装有计量光栅。各方向粗驱动采用交流伺服电机配合精密丝杠和直线导轨进行,精驱动采用压电陶瓷微位移器配合柔性铰链进行,每个方向的两级驱动共用一套计量光栅,从而保证了位移系统的大行程、纳米级和计量型。介绍了位移系统的结构设计,分析了位移系统的位移分辨率、计量原理以及它的运动性能。实验表明,在40mm位移行程内,X、Y和Z向工作台两级驱动实际位移与设定位移之差分别不超过±0.030、±0.028和±0.033μm,验证了位移系统设计的有效性,为位移系统的设计提供了依据。