摘要：航天器上的太阳帆板和卫星天线等为多柔性体的耦合系统。耦合多柔性体结构具有密集模态、低刚度和小阻尼等特点,易受扰动激励产生持久且幅值较大的耦合拍频振动。为了研究耦合多柔性体结构的主动振动抑制和抗扰动能力,本文针对一种三耦合柔性梁系统,采用机器视觉进行振动检测并用于反馈,通过一种非线性H_(∞)控制方法进行振动控制。建立了基于视觉检测的弹簧连接的三耦合柔性压电梁实验平台。建立了有限元模型,并且根据自由振动信号和正弦响应信号激励辨识修正了模型参数。基于H_(∞)算法给出了抗扰动指标,利用已辨识的有限元模型和所设计的非线性控制器,并且基于抗扰动指标、控制速度指标和能量消耗指标获得了H_(∞)控制器。进行了基于视觉反馈的扰动振动控制实验研究。实验结果显示:H_(∞)控制与PD控制振动抑制速度基本一致,但振动平稳时H_(∞)控制的振动幅值较小。这表明H_(∞)控制比PD控制具有更好的抗扰动能力。

摘要：为有效提高燃料电池(fuel cell,FC)的性能,提出一种在阴极处具有五边形挡板的新型流场(flow field,FF)设计。为了解五边形挡板的加入对FC内部传质过程的影响,开发了一个三维、多相、非等温稳态模型,将多孔层结构引起的各向异性传输性质和催化层实际团聚体结构的非均质特性耦合到模型中,研究了挡板高度变化时FC性能的变化。结果表明,五边形挡板增强了流道的传质性能与气体分布均匀性。随着挡板高度增加,流道的传质性能、排水性能以及气体分布均匀性增加,高度100%(H100)的挡板由于与气体扩散层直接接触,堵塞了排水通道,因此其保水性能最好。在相对湿度为50%情况下,H100的FF结构具有最大的净功率密度,与原始FF(H0)相比,净功率密度增加17.778%。

摘要：方向重要抽样法是一种结构可靠度模拟方法,适合评估非线性、多维度的复杂结构可靠性问题。然而对于多维度问题,利用接受/拒绝方法获得重要矢量样本,效率较低且可执行性差。因此,需要改进或重新构造易于抽样的分布函数。通过概述现有的分布函数,利用插值方法近似构造基于矢量-角度几何映射的分布函数,利用一维拉丁超立方方法对重要角度均匀抽样,再映射到重要矢量样本,得到的矢量样本具有分层均匀性,避免了聚集现象,同时覆盖整个样本空间。该方法有效应用于多设计点和多失效模式的可靠性问题分析中,进一步制定了样本分配方案。通过非线性数值算例和车身结构工程问题验证了该方法的适用性和准确性。

摘要：鉴于在车辆换道切入的场景中,自动驾驶车辆容易出现频繁的误减速、误避让,而造成通行能力和乘员舒适性的下降,提出一种基于主旁车动态博弈的切入场景决策规划算法。在行为决策层,根据切入场景中主旁车的冲突性关系,联立相关车辆运动方程建立整体系统的运动模型,构建考虑旁车状态的切入博弈模型,设计安全性和舒适性收益函数,进行驾驶行为博弈,输出行为决策结果。在轨迹规划层,根据车辆间距构建避障约束条件,以Sigmoid函数轨迹的变曲率和速度切向矢量的时间分量来构建车辆动力学约束。同时以加权收益方式联合考虑驾驶习惯和舒适性等需求,建立轨迹规划数学模型,求解得到满足上层博弈决策要求的运动轨迹。Carsim-Simulink联合仿真结果表明,在不同的初始条件下主车与切入的旁车能进行多种形式的合理的交互决策,准确完成切入场景下的运动规划任务,车辆能准确跟踪输出的轨迹,更符合一般驾驶习惯,提高了车辆的舒适性。

摘要：首先,采用HybirdⅢ假人和CHUBM人体模型搭建了50 km/h速度下正面100%刚性壁障虚拟碰撞仿真平台。然后,建立了HybirdⅢ假人座椅在A位置与CHUBM人体座椅分别在A和B位置的整车碰撞有限元模型,并对3种情况下驾驶员的头部、胸部及大腿损伤进行了对比分析。结果显示:座椅A位置的HybirdⅢ假人和座椅B位置的CHUBM人体动态响应具有较好的一致性,不同座椅位置下的CHUBM人体的头部、胸部损伤均比HybirdⅢ假人的高;CHUBM人体在座椅A位置的损伤比B位置的要高,同时肋骨发生了骨折现象。研究结果表明:CHUBM人体模型具有更加真实的人体解剖和仿生逼真度,对汽车约束系统的安全性评价要求更高,可为汽车安全性设计提供相应参考。

摘要：锂离子动力电池剩余使用寿命(RUL)预测对于认识全生命周期电动汽车的安全和可靠性、改善电池管理系统的设计具有重要意义。通常基于深度学习的时序预测方法,本质上是一个递推的过程,每一次预测的误差会随预测次数增加而累积,难以保证预测精度和预测效率。基于深度学习序列预测和误差分析理论,建立一种ARIMA-EDLSTM融合模型的锂电池RUL预测方法,使用编码器-解码器(ED)框架改进长短时记忆神经网络模型(LSTM)构建从序列到序列预测的EDLSTM模型,并融合ARIMA模型预测误差趋势,进而修正最终预测结果。理论分析和实车采集数据验证表明,该方法在预测比例超过历史数据总量35%的情况下,仍然能较好地拟合实车SOH衰退曲线,有效提高锂电池剩余使用寿命的预测精度。

摘要：三周期极小曲面(triply periodic minimal surface,TPMS)在多孔材料设计中的应用日益广泛,但其渗透性能的尺度特性缺乏研究。以4种常用的TPMS单元作为研究对象,在介绍其数学模型及孔隙率控制方法的基础上,建立基于CFD(computational fluid dynamics)的仿真分析模型;对不同孔隙率的TPMS单元和立方多孔结构进行数值仿真分析,明确了其尺度和渗透率之间定量关联规律,即在所选的尺度范围内,各类TPMS单元和立方多孔结构的渗透率是尺度的二次函数。对于TPMS多孔材料渗透性的设计,研究成果可以为TPMS单元类型和尺度的选择提供仿真方法支撑。

摘要：以30CrMnSiA合金结构钢为研究对象,对其在脉冲电流作用下的单向压缩流变行为进行了研究,设计了“导电块-上下压块-导电块”的电流施加方案,提出采用压缩空气进行冷却的方法消除焦耳热的影响,分析了脉冲电流参数(脉冲电流密度、脉冲占空比和脉冲频率)对30CrMnSiA合金结构钢流变行为的影响规律。基于Voce加工硬化模型,构建了脉冲电流辅助下30CrMnSiA合金结构钢的电致塑性本构模型,并进行了试验验证。结果表明,30CrMnSiA合金结构钢的流变应力随着脉冲电流密度、脉冲占空比以及脉冲频率的升高而降低,脉冲电流密度的变化对材料流变应力的影响最为显著;通电条件下材料的加工硬化指数n高于不通电时,且随电流密度与占空比的升高而升高,随脉冲频率变化不明显;利用构建的本构模型计算的流变应力值与试验数据的误差在6%以内,说明该模型能较好地预测30CrMnSiA合金结构钢电流辅助压缩类成形时的流变行为。

摘要：随着微电子技术和大数据产业的飞速发展,电子元器件的高性能化、微型化、高集成化已成为当下电子设备发展的主流趋势.电子芯片的高功率及小尺寸导致热流密度大幅增加,散热问题越发严峻.超薄热管是解决当前电子设备在狭小空间内高热流密度散热问题的理想方案,蒸汽通道与液体通道(吸液芯)的匹配对提升超薄热管传热性能有重要影响.根据复合丝网型超薄热管的几何结构建立三维对称数值模型,基于前期团队工作的实验结果验证了模型的准确性,对不同吸液芯高度的热管进行了数值模拟,重点分析了稳态工况下汽液通道比对超薄热管内汽液流动特性以及传热性能的影响.结果表明:在吸液芯高度一定时,汽液通道比越大,蒸汽最大速度以及压降均减小,且当汽液通道比在低于80%时变化更剧烈.此外,随着汽液通道比的增大,热管整体温度和热阻均呈现出先减小再增大的趋势.因此在不同的吸液芯高度下,均对应着一个最佳通道比使得热阻最小.当吸液芯高度分别为0.3 mm、0.4 mm、0.5 mm和0.6 mm时,最佳通道比分别为135%、93%、71%和63%,热阻分别为0.68 K/W、0.47 K/W、0.36 K/W以及0.30 K/W,热阻相比于最大热阻均减小了40%以上.汽液通道比对热管性能影响较大,因此选择合适的汽液通道比对超薄热管的结构设计优化有一定的参考价值.

摘要：为了提升整体式微通道换热器的整体性能,建立了整体式微通道换热器的稳态换热模型,研究了结构参数与运行参数对其的影响规律。整体式微通道换热器以R245fa为工作工质,并在实验验证模型准确性的基础上,利用该模型模拟研究了换热器风量和换热器热管间距对系统整体热阻和空气侧压降等参数的影响。研究结果表明,当微通道换热器的蒸发段风量为0.41 m^(3)/s、冷凝段风量为0.21 m^(3)/s时,换热器的系统整体热阻为0.0380 m^(2)·K/W;随着冷凝段和蒸发段循环风量的增加,微通道换热器空气侧的压降增加,整体热阻均降低;微通道换热器的整体热阻的下降趋势随着风量的增加而逐渐减弱,得出在本研究范围内,蒸发段风量取0.45 m^(3)/s、冷凝段风量取0.69 m^(3)/s为宜;随着整体式微通道换热器热管间距的增加,微通道换热器整体热阻呈上升趋势,微通道换热器在蒸发段空气侧的压降呈下降趋势。当换热器热管间距为6 mm时,微通道换热器综合性能达到最佳。研究结果对通信基站冷却设备设计及微通道换热器结构与控制参数优化设计提供了参考依据。