摘要：根据用户为中心的经典设计理论及AI设计方针,以三甲医院重症监护病房实地调查所得的患者温控需求为基础,综合考虑ICU特殊情境、温控护理任务特点及患者病情处理的复杂性,通过护理人员参与式设计与迭代优化,构建了以护理床为中心的ICU患者温控人机智能协同系统,设定了系统中智能护理床的温控能动性程度与范围,进行了智能护理床温控的情境自适应、主动交互模式及动态人机学习与修正设计。经三甲医院ICU资深护理人员对解决方案的评估及反馈,证明了系统的自主性、监控效率、操作易用性及信息易懂性,为传统ICU监控信息系统提供了精准化、个性化与智能化的设计思路。

摘要：以SV10PB1-30B液控单向阀为研究对象,利用传感器采集3种不同泄漏模式下10个阀芯的振动信号,设计深度卷积模型,开展不同测点(单向阀的上表面和阀座)、不同信号特征提取方式(原始信号、特征值、特征图)下的模式识别研究。结果表明:基于轴向冲击信号特征值和深度卷积神经网络的模型能有效识别故障类型,验证集上的识别准确率高达88.293%,是基于特征图的7.79倍,是基于原始时域冲击信号的1.16倍;训练步数以100的较优,同时该模型对正常阀芯和不同损伤阀芯的分类效果明显。

摘要：设计思维是创新性思维在设计活动中的具体呈现,也是设计领域对人类创新认知活动的独特贡献。面向设计思维应用领域不断扩展的趋势和发展的设计思维研究方法体系,本文总结了设计思维研究领域近40年来的变化,从设计思维的本体认知、内涵厘清及理论范式等方面归纳了现有研究的方法体系,通过多年的跟踪采集,分析了4397余次互动行为数据,278.2小时有声思维数据,9784.3兆脑电特征数据,建构了设计思维对象可捕捉、设计活动可追溯、认知可验证的完整解读链路。

摘要：为了改善无线电能传输系统中的磁场泄漏问题,本文提出了一种基于无源容性屏蔽的强耦合有源磁屏蔽结构。首先,在无源容性屏蔽的无线电能传输系统的基础上,设计了一种强耦合有源磁屏蔽线圈结构。其次,给出了此线圈的工作原理与设计方法,推导了数学模型以及等效电路模型。从理论出发解释了容性屏蔽和有源屏蔽的原理,并对屏蔽效果及传输效率受屏蔽线圈参数变化的影响作了分析。最后,结合得到的线圈参数,在所提线圈结构的基础上,设计出了一套电动汽车无线充电系统,通过理论计算、仿真和实验,对所提线圈结构和方法的有效性进行了验证。结果显示,该线圈结构在维持96%以上传输效率的同时,能够将系统的漏磁减少大约40%,实现了降低泄漏磁场和保持高传输效率的目标。

摘要：为解决超高性能纤维增强混凝土(UHPFRC)梁的抗冲击性能和经济成本之间的主要矛盾,对其开展了多目标优化研究。首先,建立以最大冲击力和比价能为目标响应,UHPFRC梁截面高宽比、UHPFRC强度、受拉钢筋配筋率和体积配箍率为设计变量的多目标优化数学模型。然后,基于响应面试验设计选取样本点,通过非线性接触有限元分析,建立高阶的响应面代理模型;利用方差分析等统计分析技术进行整体拟合效果的验证及预测精度的评估,并分析参数变化的敏感性。最后,将响应面代理模型与多目标遗传算法结合,形成了UHPFRC梁抗冲击性能多目标优化分析方法。研究结果表明:在UHPFRC梁中适当地增加受拉钢筋配筋率及提高截面高宽比,采用强度较低的UHPFRC材料,能显著提高其比价能,并降低冲击瞬间的抗力;提高截面高宽比能改善梁的抗冲击性能,但也会导致接触力增大;提高UHPFRC强度,会增强表面接触刚度,造成冲击瞬间抗力增大,且对比价能的提升作用较小;受拉钢筋配筋率的提高不仅能改善UHPFRC梁的耗能能力,且对冲击力的影响甚微;箍筋用量的改变,不会对最大冲击力和比价能等响应产生明显效果;响应面代理模型可以有效用于UHPFRC梁冲击动力响应的预测及可靠度分析,与多目标遗传算法结合能得到满足不同设计要求的Pareto前沿面,并可给出每组目标函数值对应的设计参数;上述优化方法与思路能较好地应用于类似问题(如滚石撞击、车撞和船撞)的优化设计中,也可促进UHPFRC有效地应用于冲击防护结构中。

摘要：为定量地研究钢纤维特征参数对超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)受拉性能的影响规律,现对同一纤维体积掺量(2%)下不同纤维长径比(59~100)、不同纤维类型(端钩型与平直型)及无钢纤维的UHPC试件分别开展了轴拉试验与四点弯拉试验。通过选取拉伸全曲线上的初裂点、峰值点及其他几个特征点,定量地分析了UHPC拉伸过程中的轴拉性能与弯拉性能,并对2种拉伸试验下的初裂强度与峰值强度进行了对比与分析,最后利用ABAQUS软件对2种拉伸全曲线进行了有限元倒推分析。研究结果表明:①随着一定范围内的纤维长径比的增加,与轴拉试验相比,UHPC试件的拉伸强度和拉伸韧性在弯拉试验中提升得更明显;②无论是端钩型还是平直型纤维试件,轴拉应变达到3 000×10-6时的应力均高于7 MPa,且大弯拉变形状态下的强度均仍为弯拉初裂强度的1.17~2.43倍;③有无钢纤维对UHPC轴拉性能与弯拉性能均具有不同程度的裂后增强效果,其中后者优于前者;④在UHPC结构设计中可用考虑尺寸效应修正后的弯拉初裂强度来估算轴拉初裂强度,且扣除纤维取向的影响后,基于ABAQUS有限元软件倒推输入的三折线轴拉本构与实测的轴拉本构基本相符。

摘要：针对机械表读时需要耗费大量人力物力的现象,提出了一种基于机器视觉的自动化机械表精度测量方法.首先设计了一个用于图片采集的硬件系统,然后在采集到的图片上,利用改进后的mask-rcnn网络,对指针和各区域进行了提取,其次利用canny算子对表盘进行边缘提取,确定各连通域的质心,根据各质心到12点位与6点位之间连线中点的距离关系,筛选出刻度质心,用刻度质心拟合表盘内圆,确定表盘中心的位置.然后将中心与12点位中心的连线作为测量的基准线,再利用RANSAC最小二乘距离法对各指针的中心线进行提取.通过计算基准线与中心线之间的角度关系,进而达到用机器读取时间的目的,同时针对机械表的读数识别,提出了误差校正原则,大大提高了机械表精度测量的效率.

摘要：为确定叶类蔬菜机械化收获参数,以收获期上海青为研究对象,通过夹持部位破损临界力试验分析上海青的无损夹持力。针对目前采用万能试验机进行压缩试验的不足,设计了一款夹持参数测定试验平台,该试验平台可对夹持输送作业的相关参数进行调整,并借助传感器对作业过程实时记录。以夹持角度(15°~25°)、夹持高度(2.0~4.0 cm)和夹持材料(橡胶同步带、花纹输送带、蓝布海绵皮带)为影响因素,以破损临界力和破损压缩量为评价指标,通过响应曲面试验优化上海青收获过程中夹持输送的综合影响因素,建立了影响因素与评价指标之间的回归方程式,并探究各因素组合对上海青夹持输送的影响。结果表明,当以蓝布海绵皮带为夹持材料、以最小破损临界力和破损压缩量为目标时,破损临界力和破损压缩量分别为16.95 N和18.03 mm,在夹持角度15°和夹持高度2.0 cm处。在实际收获中为减少上海青的损伤率,应保持夹持力在最小夹持力和破损临界力之间。

摘要：区块链技术解决了在不可信环境下建立信任的基础难题,被视为继云计算、物联网和人工智能之后的又一项颠覆性技术.然而,目前公有链面临2大根本难题:1)较低的系统吞吐率无法满足大规模运用的需求;2)持续增长的账本和状态数据,对节点磁盘和内存容量提出了较高要求.已有的扩容技术往往只针对提升系统吞吐,忽略了区块链数据增长对节点存储资源消耗的严重问题.为此,提出了PocketChain,一种对存储友好的轻量级扩容技术,在不牺牲去中心化与安全性的前提下,实现高吞吐和低存储的特性.首先,针对数据增长问题,PocketChain采用无状态客户端设计,使用RSA累加器对状态进行压缩,使得验证节点只需存储区块头部信息,大大降低节点对磁盘和内存的需求.其次,PocketChain将无状态客户端运用于分片技术架构下,在提升系统吞吐的同时,克服分片周期性随机重组导致的状态迁移问题,从而能进一步提升分片重组频率,增加分片系统安全性.实验结果表明:该方法能够有效降低节点存储需求,并线性提升系统吞吐.

摘要：试验设计并制作了焊缝具有裂纹损伤的正六边形蜂窝梁,研究了不同参数下正六边形蜂窝梁的力学性能,其中试验参数包括焊缝裂纹的位置和长度,分析了试验梁的应变以及挠度随参数变化的规律,建立了考虑焊缝裂纹损伤正六边形蜂窝梁的抗弯挠曲线计算方法。结果表明:具有焊缝裂纹损伤的正六边形蜂窝梁破坏形式为压弯屈曲破坏,其结构孔角开始出现屈服,当孔角屈服数目达到一定数量时,结构整体发生屈曲破坏;在重复加载阶段内,裂纹长度变化对焊缝附近孔角应变的影响在±20με内,关键截面位置挠度的影响在0.05 mm内;通过等效刚度法推导了在腹板焊缝裂纹状态下蜂窝梁的抗弯刚度,研究了蜂窝梁腹板焊缝裂纹对跨中挠度的影响;通过引入挠度放大系数,得到了在特定荷载作用下蜂窝梁的跨中挠度计算式;对比研究了蜂窝梁跨中挠度的不同公式计算结果,其中日本规范估算法和费氏简化分析法与试验值相比差值均较大,在50%左右;该文建议公式与试验值吻合较好,差值绝大部分在10%以内。