摘要：桥梁高压电缆通道火灾具有蔓延迅速且扑灭困难的特点,极易造成巨大的经济损失并对巡检人员的安全造成威胁,早期发现火灾位置对救援工作至关重要,因此研究桥梁箱梁高压电缆通道火灾初期的着火点位置智能辨识和预测问题具有重要意义。通过PyroSim分析软件建立了桥梁箱梁电缆通道火灾初期烟气蔓延的仿真模型,得到了CO气体扩散规律;设计并训练了用于数据分层和各层着火点位置辨识的人工神经网络(ANN)模型,基于仿真数据进行了着火点位置辨识实验;设计了着火点辨识系统并在模拟电缆通道中进行了现场测试。研究结果表明:(1)在基于仿真数据的着火点位置辨识实验中,本研究建立的着火点位置辨识ANN模型,在50 m电缆通道中针对单层电缆阴燃位置辨识的最大误差为0.98 m,最小误差为-0.32 m;针对三层电缆阴燃位置辨识的最大误差为1.53 m,最小误差为-1.26 m。(2)在着火点辨识系统现场测试实验中,着火点辨识的最大误差为0.68 m,最小误差为-0.27 m,该精度能够满足桥梁箱梁高压电缆通道火灾初期的着火点位置智能辨识和预测的需求。研究结果有望在实际应用中提高桥梁箱梁电缆通道火灾预警的准确性和及时性。

摘要：针对智能轮胎技术所面临的无线传感器供能问题,提出了一种可用于轮胎自供能的负泊松比结构压电俘能器。基于欧拉-拉格朗日理论,建立了轮胎旋转激励下包含离心力和重力的负泊松比压电悬臂梁动力学模型。分析了负泊松比结构和平板结构的静力学性能及最佳负载,并通过数值分析和试验对负泊松比结构和平板结构的电压和输出功率进行研究,揭示了输出电压随转速变化的规律。数值结果表明:负泊松比结构的压电俘能器比平板结构压电俘能器俘能效率明显提高,峰值电压提高了41.23%,峰值功率提升了139.14%,工作带宽增大了54.55%。

摘要：人工心脏经过几十年的发展,已逐步发展为当前的磁悬浮血泵,实现了产品植入胸腔以及大规模临床应用的革命性进步,成为治疗心衰这一世界重大卫生公共问题的有效手段。尽管如此,高达89%的患者5年内因胃肠道出血、中风、感染、血泵功能异常等问题再次入院。因此,需要继续研究多种血液成分的血液损伤机制;持续发展并综合运用数值模拟、体外台架测试、动物实验等手段,更全面地评价血泵性能;要继续对人工心脏进行创新设计来改善血液相容性、满足不同患者群体的需要和提升患者生活质量。本文回顾了2024年国内外血泵评价和设计方法的研究进展,包括血液损伤机制的研究进展;利用数值模拟、体外台架测试和动物实验评价血泵性能的研究进展;血泵优化设计、新概念血泵和生物涂层的研究进展,以期助力人工心脏的研发,进一步提高其临床治疗效益。

摘要：针对湿陷性黄土存在的现场取土成本高、扰动大等问题,结合黄土的湿陷特性与电学特性,提出了基于电阻率的黄土湿陷系数评价方法。通过开展室内湿陷试验,系统研究了含水量、密度和上覆荷载对黄土压缩量和湿陷系数的影响规律,阐明了黄土湿陷系数、电阻率与物理特性指标之间的关系。试验结果表明,黄土的湿陷系数随含水量和密度的增大呈幂函数形式减小,随压力的增加先增大后减小。采用室内电阻率测试验证了Keller电阻率模型对湿陷性黄土同样具有适用性,且电阻率与含水量、密度呈幂函数关系。通过消去含水量参数,可直接建立黄土湿陷系数与电阻率的关系,实现了基于电学指标的黄土湿陷系数现场评价方法。

摘要：航空航天、兵器等重大装备大型关键结构整体化设计和一体化制造已成为轻量化和服役性能的重要保障。增材制造作为实现创新结构的变革技术被广泛关注和应用,但高强铝合金、镁合金等轻质高强金属增材制造仍面临诸多挑战。搅拌摩擦以强塑性非熔化方式为此类合金高质量增材制造提供了新的思路和方法,并基于此形成了固相增材制造技术与装备。搅拌摩擦增材制造技术的突出优势迅速引发了全球范围的广泛关注和研究,但当前该技术的基础理论和沉积材料组织性能等尚待进一步厘清。系统梳理了搅拌摩擦增材制造领域的最新研究进展,全面评述了国内外在搅拌摩擦增材制造产热机制、材料流动行为、打印工具设计、工艺参数和组织性能等方面的研究成果及装备开发和工程应用现状。最后,展望了搅拌摩擦增材制造技术的未来机遇和发展趋势。

摘要：低频振动与噪声大小是评价汽车舒适性的重要指标.本文针对汽车板件的低频振动与控制问题,提出了一种基于局域共振机理的板型二维声子晶体模型.采用有限元方法确定了该声子晶体的带隙范围,分析了声子晶体带隙产生的机理.然后计算了声子晶体板的传输特性曲线,同时对比了振动位移图.结果表明:在62.48~74.16Hz频率范围该结构出现完全带隙;基体板与圆柱振子在特定频率内存在耦合作用,导致其在该频率范围内形成带隙;在带隙范围内,弹性波在声子晶体板中的传播得到了有效限制;通过改变结构的材料与几何参数可以将带隙频率范围调节到满足更多实际应用需求的低频区间.本文提出的结构设计及其分析方法在汽车低频减振降噪等工程领域中具有广阔的应用前景.

摘要：针对轧机齿轮箱结构复杂、故障信号识别困难、故障部位分类不清等难题,提出了一种基于多通道二维卷积神经网络(MC2DCNN)与长短期记忆神经网络(LSTM)特征融合的故障诊断方法。首先,设计了一种三通道混合编码的二维样本结构,以达到故障识别与分类目的,对齿轮箱典型故障进行了自适应分类;其次,该模型将齿轮箱的垂直、水平和轴向三个方向的振动信号融合构造输入样本,结合了二维卷积神经网络与长短时记忆神经网络的优势,设计了与之对应的二维卷积神经网络结构,其相较于传统的单通道信号包含了更多的状态信息;最后,分析了轧制过程数据和已有实验数据,对齿轮故障和齿轮箱全故障进行了特征识别和分类,验证了该模型的准确率。研究结果表明:模型对齿轮箱齿面磨损、齿根裂纹、断齿以及齿面点蚀等典型故障识别的平均准确率达到95.9%,最高准确率为98.6%;相较于单通道信号,多通道信号混合编码方式构造的分类样本极大地提升了神经网络分类的准确性,解调出了更丰富的故障信息。根据轧制过程中的运行数据和实验台数据,验证了该智能诊断方法较传统方法在分类和识别准确率上更具优势,为该方法的工程应用提供了理论基础。

摘要：为实现相控阵雷达的快速研制,开发了面向相控阵雷达的快速工艺准备与优化系统;建立了相控阵雷达快速工艺准备与优化系统的组成层次模型、功能分析模型和数据传递模型。采用融合基于实例、知识和交互式的综合式计算机辅助工艺设计技术,实现工艺的快速设计。提出了以基于实例的夹具设计为核心,以交互式夹具设计为补充的快速夹具设计方法。构建了以工艺参数数据库和知识库为中心,以基于神经网络的优化和基于有限元的物理仿真为手段的工艺参数优化分系统。快速工艺准备与优化系统的实施将提高装备的研发质量、缩短研发周期。

摘要：为减少雾天公路上由于有人驾驶汽车车速过高引发的交通事故,为无人驾驶汽车编队设计了一种主动拯救系统。当系统检测到编队附近有人驾驶汽车车速过高且前方有障碍物时,它能控制编队通过变道和队形变换形成编队屏障,迫使有人驾驶汽车在碰撞前降低车速而避免碰撞事故。为验证所提出的主动拯救系统的有效性,设计了两组仿真进行了对比。仿真结果表明,所设计的系统能有效降低有人驾驶车辆在雾天的碰撞事故。

摘要：为避免下肢弱肌力人群因缺乏运动而导致的血液循环不畅、肌肉萎缩甚至中风等严重后果,设计了一种新型卧式下肢被动康复训练器,当人体下肢无法自主运动时,训练器可以辅助下肢进行运动.因不同的训练目标和不同使用者都会引起负载变化,为适应训练器控制,提出了改进型线性自抗扰控制(LADRC)策略,并设计了速度自抗扰控制器.最后通过仿真和样机实验验证了LADRC策略具有较好的性能,能够满足训练器被动康复训练的需求.研究表明,采取预先估计系统扰动范围、对内环扰动补偿限幅和对外环使用输出反馈等措施,可以有效地克服因线性扩张状态观测器(LESO)估计误差而导致过补偿的不足,并保留了参数设计简单的优点,同时能使观测器补偿因子b 0的稳定范围扩大10倍以上.