摘要：基于网格类方法的结构拓扑优化易出现网格依赖性和棋盘格等数值不稳定现象。采用无网格伽辽金(Element-free galerkin,EFG)法建立了正交各向异性材料热力耦合周期性结构的多目标拓扑优化模型,以结构柔度和散热弱度的加权函数为目标函数,并通过重新分配不同子域内对应节点处的目标函数灵敏度保证结构的周期性。研究了权系数、设计子域数、泊松比因子、热导率因子及材料方向角对EFG最优多目标周期性拓扑结构和目标函数的影响,并得到了上述参数值的合理范围。与有限元拓扑优化结果对比验证了模型的正确性,结果表明该模型不使用敏度过滤技术也能获得清晰的结构轮廓边界,并利用3D打印技术加工了最优周期性结构。最后,选取了一组最优参数对正交各向异性材料结构进行了EFG多目标周期性拓扑优化设计,并与各向同性材料结构对比发现,正交各向异性材料最优周期性拓扑结构的温度场、位移场和应力场均有明显改善,加权目标函数、结构柔度和散热弱度分别降低了6.5%、32.6%和48.6%,体现了正交各向异性材料多目标周期性结构的性能优势。建立的无网格法拓扑优化模型,为复合材料周期性结构的轻量化设计提供了重要的理论指导。

摘要：烟雾图像分割是对烟雾进行识别与精准定位的基础,是火灾预警的重要手段.针对烟雾分割时存在过分割、欠分割以及边界拟合粗糙的问题,本文提出一种基于频率分离特性的烟雾图像分割网络.所提出的频率分离模块将特征图中的烟雾区域分离为低频主体部分和高频边界部分,同时基于多任务学习设计多模块权重自适应损失函数对烟雾整体、主体、边界分别监督学习,起到细化烟雾边界和改善烟雾整体分割结果的作用;此外,结合可变形卷积提出改进的空洞空间金字塔池化模块以解决其信息利用率低和特征关联性差的问题.在对比实验中,FSNet的烟雾交并比为76.55%,比基线网络提高了4.25%.可视化分割结果可以看出,FSNet能有效缓解过分割、欠分割,所得烟雾边界更平滑,烟雾图像分割的整体性能获得较大提升.

摘要：为了探索数字化培训是否有助于施工班组长岗位胜任力的提升,通过调查获取数字化培训平台的152份有效样本数据,对参与学习平台的施工班组长在学习前和学习后进行胜任力相关问题测量,采用配对样本T检验进行实证研究;利用Two-way ANOVA分析法研究班组长的年龄、工作年限是否会影响施工班组长参与学习培训的效果;并对152名施工班组长进行数字化学习资源的应用效果和满意度调查。研究发现,数字化培训有助于提升施工班组长的自我发展能力和岗位胜任力,但对班组长现场运作能力、专业技术能力、团队管理能力的提升效果并不显著。进一步分析发现,施工班组长因年龄不同,其现场运作能力、专业技术能力和岗位胜任力的提升速度存在差异性;因工作年限不同,其现场运作能力、自我发展能力和岗位胜任力的提升速度存在差异性;并且,年龄和工作年限可以共同影响班组长接受数字化培训后现场运作能力、专业技术能力和岗位胜任力的提升速度。调查结果表明,参与学习的施工班组长对数字化课程整体水平、课程质量、提升班组长能力、培训总体评价方面较为满意。基于上述研究成果,施工班组长对于数字化培训表示支持和肯定,数字化培训有助于提升施工班组长不同层面的岗位胜任力,数字化培训平台建设需要考虑不同年龄和工作年限的班组长的学习需求。

摘要：针对平面单连杆柔性机械臂(planar single-link flexible manipulator,PSLFM)的振动抑制及稳定控制问题,提出一种基于粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法的轨迹优化与自抗扰控制方法,实现机器人末端执行器从任意初始位置移动到目标位置,并且抑制住由柔性连杆引起的弹性振动。首先,基于假设模态法建立柔性机械臂的动力学模型,并对该模型的欠驱动特性进行分析,得到驱动变量与欠驱动变量之间的状态约束关系。其次,基于该约束关系,运用双向轨迹规划方法为驱动变量分别规划一条前向轨迹和一条反向轨迹。然后,采用粒子群算法对轨迹参数进行优化,确保两条轨迹平滑地拼合成一条完整轨迹。最后,设计自抗扰跟踪控制器使机械臂存在外部扰动和角速度不可测情况下精确地跟踪优化的轨迹,实现机械臂的振动抑制与稳定控制。仿真与对比结果表明,所提控制方法具有更好的振动抑制效果及鲁棒性。

摘要：风压系数极值是确定建筑围护结构设计风荷载的重要变量。实现阈值自动选取和合适的模型参数估计方法是保证超阈值模型极值计算结果精确性的先决条件,也是当前超越阈值模型研究的热点和难点。以CAARC高层建筑刚性模型测压风洞试验数据为基础开展超越阈值模型极值计算方法研究,通过对独立峰值数量和相关性研究独立峰值提取方法的性能;采用蒙特卡罗法研究4种不同的广义Pareto分布参数估计方法的性能,给出最佳参数估计方法选择建议;提出基于形状参数或极值估计结果稳定性的变点-局部比较阈值自动选取新方法。研究结果表明,基于变点理论-形状参数/极值稳定性阈值自动选取方法具有较小的样本依赖性,以及有较好的样本非高斯适用性,由此构建的改进超越阈值模型计算风压系数极值与标准极值的偏差小于5%,且完全实现阈值客观、自动选取,研究结论完善了小样本风压系数极值估计方法,对确定建筑围护结构设计风荷载具有重要意义,且可推广到其他极值估计领域。

摘要：设计合成了三种新型的席夫碱Zn^(2+) 荧光探针,5-氯水杨醛缩叔丁胺( L1 )、5-溴水杨醛缩叔丁胺( L2 )和5-硝基水杨醛缩叔丁胺( L3 ),结构均由^(1)H NMR、^(13)C NMR、IR和HRMS进行了表征。荧光光谱分析实验结果表明,相比于探针 L2和L3 ,探针 L1 对Zn^(2+) 具有更好的选择性和灵敏度,检出限为66 nmol·L^(-1) ,远低于国标GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》规定的饮水中Zn^(2+) 含量的限量值。在0~10 μmol·L^(-1) 浓度的范围内,探针 L1 的荧光强度与Zn^(2+) 浓度可呈现良好的线性关系。同时,Job曲线证实探针 L1 与Zn^(2+) 以摩尔比2∶1络合,并通过核磁滴定、红外光谱实验和单晶结构进一步确定了 L1 与Zn^(2+) 络合机理。在活体生物Zn^(2+) 检测中,探针 L1 具有良好的生物相容性,表明其在水体及水体生物Zn^(2+) 检测中具有潜在的应用前景。

摘要：针对内置式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)由于内部参数变化、外部扰动等各种不确定性因素导致控制性能不佳的问题,提出一种无模型超螺旋快速终端滑模控制方法。首先,建立考虑IPMSM不确定性的新型超局部模型,结合超螺旋算法和快速终端切换函数设计无模型超螺旋快速终端滑模控制器,确保系统状态有限时间收敛,并有效减小抖振。其次,设计扩展滑模扰动观测器精准估计超局部模型中的未知部分,并前馈补偿给设计的控制器,进一步提升系统的抗干扰能力和跟踪性能。最后,通过与PI控制和传统无模型滑模控制进行仿真实验对比,验证了该方法具有更快的收敛速度和更强的鲁棒性。

摘要：确保结构安全是力学在工程应用中永远关心的问题,为此,综述了结构安全观念的进化过程,将其划分为5个阶段:其一、从材料的永驻安全到材料的常驻安全,这是观念的滥觞;其二,从材料的尽驻安全到构件的尽驻安全,这是观念的渐变;其三,从构件的尽驻安全到结构的破损-安全,这是观念的飞跃;其四,基于破损-安全的结构截面与形状优化,这是观念的叠加;其五,基于破损-安全的结构拓扑优化,这是观念的昇华。由于第五阶段是学者们在当前最关注的研究之一,对此着墨颇多,且举出了有代表性的理论和算例。接着,又在观念的启迪和观念本质上,进行了两方面的展开:其一,从基于破损-安全的结构分析和结构优化,讨论了观念的启迪,启迪1是,遵循破损-安全设计原则而不放弃安全-经济设计原则,启迪2是,沿袭超静定结构的感性设计经验上升到理性生成冗余区域的阶段;其二,从结构在役破损-安全的时间与空间剖析,讨论了观念的本质,并且给出了清晰的列表。

摘要：SiC芯片并联均流是影响车用SiC半桥模块可靠性的关键问题。寄生电感的不一致是造成芯片间电流不均衡的主要原因。首先,在ANSYS Simplorer中建立了芯片双脉冲仿真电路,分别研究了漏极、源极和栅极寄生电感对芯片间均流性的影响。然后,采用混合优化的均流方法设计并制作了一个多芯片并联的SiC半桥模块,其中,功率端子采用双端结构以减小寄生电感;栅极采用开尔文连接结构以提高芯片开关速度;对芯片位置进行优化使各并联回路的寄生电感尽可能均匀分布。在ANSYS Q3D中提取的主回路寄生电感为6.5 nH;在Simplorer中进行仿真,电流不均衡度小于3%。实物测试结果表明,主回路寄生电感为10 nH,电流不均衡度小于5%,验证了该车用SiC半桥模块并联均流设计的可行性。

摘要：分岔隧道在地下工程中应用越来越多,然而对于分岔多洞(四洞)的影响研究很少。因此,为了揭示左右线分岔四洞隧道(左匝道隧道、左主线隧道、右匝道隧道、右主线隧道)依次施工的相互影响规律,依托某隧道工程,建立左右线分岔隧道三维模型,分析施工过程中拱顶沉降、地表沉降、围岩应力、支护结构位移与应力等变化规律。重点研究了过渡段的空间变形受力特性,如过渡段位移、过渡段最大主应力与最小主应力、过渡段端头墙的位移、应力的空间分布规律,并提出相应设计与施工建议。研究结果表明:地表沉降由小净距段至大跨段逐渐增大;后行开挖左线隧道使先行右线隧道拱顶竖向位移增大;开挖对分岔大跨段的纵向位移影响最大;隧道上方围岩竖向位移由进口端至出口端逐渐增大,且左右线隧道相互影响逐渐变大;后行左线隧道的开挖,使先行右线隧道周边围岩主应力变大。过渡段支护结构主要受压,中间支撑位置存在应力集中,拉应力出现在拱顶、拱肩及仰拱部位;过渡段支护结构在水平位移上向匝道方向倾斜;在纵向位移上,向大跨段方向倾斜;在竖向位移上,上部向下变形,下部向上变形。因此,在设计施工时需要注意,在必要时进行不对称支护,施工过程中要加强支护,变形过大时注意加强,以防止失稳。