摘要：本文介绍了一种通过调整卡箍使得管道避免发生共振的设计策略.当管道的固有频率在机械设备运作时产生的振动频率范围内,会引发共振现象,给机械设备的正常操作带来严重的灾难.因此,把机械设备操作产生的振动频率范围定义为频带禁区.通常,工程中的管道被简化为多跨输流管道:通过将卡箍简化为线性和扭转刚度,建立了多跨输流管道的整体管道模型.通过采用Galerkin截断方法并应用广义特征值方法,获得了多跨输流管道的固有频率.通过对比不同长度的管道固有频率和频带禁区,定义了管长的安全范围和共振范围分别为频带禁区的外和内,并且通过分析卡箍的影响推导得出了绝对安全长度和绝对共振长度.此外,还确定了卡箍刚度和位置对安全范围的影响.结果表明,通过调整卡箍的线性刚度、扭转刚度和位置,管道的安全范围会发生显著地变化.根据这些结果,提出了一种管道设计策略,从而避免了管道的共振发生,并减少了使用卡箍的数量.最后,以飞机上的一段管道为例进行了设计,结果表明:通过调整卡箍,管道的固有频率成功地远离了频带禁区,因而在飞机的运行过程中不会发生共振.总而言之,通过调整卡箍的刚度或位置,可以获得避免多跨输流管道发生共振的设计策略.

摘要：High spatiotemporal resolution brain electrical signals are critical for basic neuroscience research and high-precision focus diagnostic localization,as the spatial scale of some pathologic signals is at the submillimeter or micrometer *** entails connecting hundreds or thousands of electrode wires on a limited *** study reported a class of flexible,ultrathin,highdensity electrocorticogram(ECoG)electrode *** challenge of a large number of wiring arrangements was overcome by a laminated structure design and processing technology *** flexible,ultrathin,high-density ECoG electrode array was conformably attached to the cortex for reliable,high spatial resolution electrophysiologic *** minimum spacing between electrodes was 15μm,comparable to the diameter of a single *** hundred electrodes were prepared with an electrode density of 4444 mm^(-2).In focal epilepsy surgery,the flexible,high-density,laminated ECoG electrode array with 36 electrodes was applied to collect epileptic spike waves inrabbits,improving the positioning accuracy of epilepsy lesions from the centimeter to the submillimeter *** flexible,high-density,laminated ECoG electrode array has potential clinical applications in intractable epilepsy and other neurologic diseases requiring high-precision electroencephalogram acquisition.

摘要：Aerodynamic performance of low-Reynolds-number high-lift airfoil makes a great impact on designing a high-efficiency propeller for low-dynamic vehicles in stratosphere. At high altitude,low-Reynolds-number airfoils are supposed to have high lift-drag ratio or high endurance factor at cruising attack angle along with good stall characteristics. To design such a high-performance low-Reynolds-number high-lift airfoil,the paper established a hierarchical multi-objective optimization platform by combing direct search optimization algorithm EXTREM and airfoil flow field solver XFOIL to automatically and quickly calculate aerodynamic performance function of airfoil by computer. It provides an effective solution to multi-point design problem of low-speed low-Reynolds-number airfoil. It can be seen from the results of three typical optimization examples,the new airfoil E387_OPT2,FX63-137_OPT2 and S1223_OPT2 based on hot low-Reynolds-number high-lift airfoils (Eppler 387 airfoil,Wortmann FX63-137 airfoil and S1223 airfoil) can meet the optimization design requirements and have very good aerodynamic characteristics in both design state and non-design state. Thus,the applicability and effectiveness of hierarchical multi-objective optimization platform are verified.

摘要：With the increase of mining depth of mineral resources,the rock mass stress state is being more and more *** rock mass show different features,namely,with the increase of hydrostatic pressure,rock mass failure mode turns from brittle tension failure to structure ductile failure and its limit strength also *** restriction of minimal principal stress on the initiation and development of microcrack and the change of micro-unit stress state by the intermediate principal stress play a decisive role in the increase of rock mass limit *** on the rock mass failure behavior law under complex stress state and the σ2-dependence on the rock mass strength,we proposed a Modified Mohr-Coulomb(M-MC) strength criterion which is smooth and ***,the M-MC criterion is validated by multiaxial test data of eight kinds of rock *** also compared the fitting results with Mohr-Coulomb criterion(MC).It shows that the new criterion fits the test data better than the Mohr-Coulomb *** the M-MC strength criterion well reveals the rock mass bearing behavior and can be widely used in the rock mass strength *** results can provide theoretical foundations for stability analysis and reinforcement design of complex underground engineering.

摘要：近年来,柔性应变及应力传感器因其灵敏度高、应变范围大、形式多样等显著优点引起研究人员的广泛关注.柔性传感器在可穿戴电子、智能机械、结构健康监测等领域有着重要的应用价值和广阔的市场前景.同时,这些新兴领域也对柔性传感器的性能要求更为苛刻.导电橡胶复合材料具有高拉伸、高力敏、高稳定性的特点,是制备高性能柔性压力传感器的理想材料,进一步提升导电橡胶复合材料柔性传感器的性能是该领域发展重点之一,本文综述了导电橡胶类复合材料的制备方法和力电响应机理,重点介绍了通过结构设计提高柔性压力传感器性能的方法,包括内部导电网络结构设计、基体结构设计和导电聚合物复合材料整体结构设计等.同时,文章还介绍了柔性传感器的主要应用领域.最后,总结了柔性传感器目前发展中存在的问题,并对未来的发展方向进行了讨论。

摘要：氮掺杂γ-石墨二炔(N-GDY)因其在能源、电子元器件和催化领域具有重要应用前景而备受关注.研究表明,N-GDY在不同的氮掺杂情况下会表现出迥异的物理化学性质.由于氮掺杂的多样性,N-GDY的理论及应用研究受到了极大的限制.鉴于此,本文采用鄂维南等人提出的DeepMD方法训练得到了具有第一性原理精度、适用于N-GDY的机器学习势.利用该机器学习势,系统研究了氮掺杂模式对N-GDY力学性能的影响.研究发现,氮原子掺杂会导致N-GDY的抗拉强度降低.在单个碳链上掺杂氮原子时,N-GDY的抗拉强度随着氮原子掺杂位点到苯环的距离变小而减弱.相邻碳链氮原子共掺杂能够使N-GDY表现出更强的各向异性力学特征.本文研究结果对N-GDY在能源存储和柔性设备等领域的潜在应用提供了理论支持,同时也表明了机器学习势在从大规模数据集中学习并预测碳纳米材料复杂力学性质方面的潜力,为纳米材料设计及工程应用具有重要指导作用.

摘要：受电弓接触网系统为高速列车提供电能,正确评估受电弓与接触网之间的接触力(CF)对于稳定供电至关重要.CF的大小和变化范围决定了列车受流质量和安全运行.因此,快速、准确地预测CF具有重要意义.然而,通过实验收集CF数据具有挑战性,并且通过数值模拟获得及时结果并不总是可行的.在本研究中,我们提出了一种结合元启发式优化和高斯过程回归的高效的代理模型方法,来预测受电弓接触网系统接触力统计量。首先,使用有限元法(FEM)建立并验证受电弓接触网模型,用于生成训练和测试数据集.其次,利用高斯过程回归(GPR)进行对接触力的预测.将一种新开发的元启发式优化,即二元饥饿游戏搜索(HGS),应用于特征选择.为了增强BHGS的性能,嵌入了混沌机制,产生了ChaOs-HGSGPR(CHGS-GPR).最后,对CHGS-GPR的预测结果进行了评估.结果发现,所提出的CHGS-GPR对CF的平均值提供了相当准确的预测,并且可以扩展到铁路线路的初步设计、列车运行的实时评估和控制.

摘要：对于以吸气式推进为动力的高超声速飞行器来说,多重激波/激波干扰将在进气道唇口诱导极端气动载荷,对飞行器热防护系统的设计提出更高的要求.本研究对由两道入射斜激波与弓形激波干扰产生的多重激波干扰流场下的壁面气动载荷进行了详细的理论和数值研究.伴随射流流场和双射流流场是多重激波干扰流场的两种主要模式,分别对应两道入射斜激波诱导的超声速射流由滑移线或亚声速区分隔的情况.理论分析结果表明,在相同边界条件下,双射流流场诱导的壁面峰值压力近乎伴随射流流场的两倍.为了验证理论分析结果,开展了无黏瞬态数值计算.数值计算结果验证了理论分析给出的不同干扰模式下壁面峰值压力之间的大小关系.对比理论分析和数值计算结果发现,理论预测的壁面峰值压力略低于数值计算的值.同时,本文数值验证了由两个IV型超声速射流组成的双射流流场的存在.

摘要：机机翼前缘结冰会改变机翼的气动轮廓并影响整体的空气动力学性能.研究简化角冰冰形对翼型绕流流场结构的影响可以为飞机防冰设计提供有价值的参考.采用粒子图像测速技术,在低速直流风洞中对覆盖不同角冰冰形的翼型在不同攻角时的流场结构进行了详细的实验测量.实验对象包括三种简化的冰形和原始冰形.结果表明,在本研究范围内,覆盖简化冰形的翼型和覆盖原始冰形的翼型在流场参数上的最大差异为35.11%.与原始冰形相比,覆盖简化的角冰冰形的翼型流场中的分离泡距离翼型前缘和后缘更远.在三种冰形简化方法中,将冰角简化成矩形并在冰角之间添加抛物线的连接方式具有比较好的简化效果.在选定的两个区域中,这种简化冰形和原始冰形在翼型绕流流场的参数平均值的差异在14.88%之内.

摘要：动载荷识别在结构设计和优化中起着至关重要的作用目前的大多数研究都集中在确定性结构上.然而,实际工程结构中的结构参数是未知的.不确定参数的存在会导致载荷识别结果与实际载荷值之间的误差,因此研究不确定结构的动载荷识别问题至关重要的.本文针对含有不确定参数的结构,提出了一种数据驱动的动载荷识别方法.首先,将不确定参数由一组闭区间向量表征.然后引入卷积神经网络(CNN)对未知载荷区间进行重构.将区间分析理论与泰勒展开相结合,得到了监督载荷的上下边界,并将其用作训练样本.最后,训练后的CNN模型直接识别未知载荷区间的边界.仿真结果表明,该方法具有较高的载荷识别精度和对噪声的鲁棒性.我们构造了一个简支梁结构进行实验,以进一步验证所提出方法在工程中的可行性.此外,我们还讨论了测量点分布和样本数量对识别精度的影响,这有利于在工程实践中的应用。