面向对象有限元程序几种新的数据类型

本文采用Borland C++定义了有限元程序几种新的数据类型,并对一系列C++操作符进行了重载。使用这些数据类型,不仅可以简化面向对象有限元程序的书写,而且可以更有效地实施内存动态管理。

面向对象的无单元法

介绍了一种用C++进行的面向对象无单元方法程序设计;定义了一些关键的类并将有些类设计成类等级,从而建立了包含权函数、基函数和形函数在内的面向对象无单元法程序类库,在此过程中考虑了无单元法与有限元法的某些联系,保留并重用了面向对象有限元法程序中的一些类。本文提供了一种无单元法大型分析软件开发新途径。

压电陶瓷非线性断裂的再生核点法分析

采用一个简单的包含有极化反转及电饱和影响的压电材料的本构模型,以局部J积分作为断裂准则,应用再生核点法这一无网格数值方法导出了作用电场与断裂载荷的关系曲线,该曲线的趋势与Park的实验观察现象一致。本文还介绍了再生方程、再生核点法形函数及本质边界条件处理的边界转换法,计算程序采用面向对象方法实现。

PZT陶瓷的断裂分析

与有限元法相比,无网格法由于只需节点不用单元而在压电分析中具有优越性。采用一个简单的包含有极化反转及电饱和影响的锆钛酸铅系压电陶瓷(PZT)的本构模型,以局部J积分作为断裂准则,应用再生核点法这一无网格数值法导出了作用电场与断裂载荷的关系曲线,该曲线的趋势与Park[1]的实验观察现象一致。计算程序采用面向对象方法实现。

一种自动划分三维有限元网格的新方法

提出了一种自动划分三维有限元网格的新方法，与其他方法相比，具有更高效和更灵活的特点。另外，还以ＢｏｒｌａｎｄＣ＋＋为例，介绍了该方法的面向对象程序实施。

基于风驱动优化算法WDO的PID参数优化

鉴于PID控制器的优越性,其在工业控制领域中的引用越来越广泛。PID控制器的性能主要在于其参数优化设计,PID参数优化问题一直是研究热点。为了解决PID参数优化问题,提出了一种基于自然启发的风驱动优化算法(WDO)的PID优化控制方法,该算法以PID三个参量为控制对象,以误差绝对值和控制输入平方项的时间积分作为优化目标,经过迭代寻优计算得到系统最优控制量。通过计算机仿真,并与遗传算法和粒子群算法PID参数优化相比,结果表明:该算法提高了系统的控制精度、响应速度和鲁棒性,为控制系统PID参数整定提供了参考。

基于风驱动优化BP神经网络的滚动轴承故障诊断

提出一种基于风驱动优化BP神经网络的滚动轴承故障诊断方法。把BP神经网络权值和阈值作为优化参数,利用风驱动算法对其进行优化,提高了神经网络的训练效率和准确率。对滚动轴承的振动信号进行处理,提取其时域特征、频域特征、FFT谱特征、功率谱特征、小波包络谱特征作为轴承的故障特征。经测试,优化算法的诊断结果正确,减小了BP网络的训练误差和测试误差,验证了风驱动优化BP神经网络用于滚动轴承故障诊断的有效性和实用性。

面向对象有限元程序的类设计

传统有限元程序设计中的许多问题可以通过面向对象程序设计方法加以解决。本文介绍了我们尝试采用ＢｏｒｌａｎｄＣ＋＋２．０进行的一种面向对象有限元程序设计，着重进行有限元程序的类划分与定义，并将几个典型的类设计成类等级。面向对象语言的继承性、封装性、多态性等特性在我们的程序设计中均得到了运用。与传统的有限元程序（通常采用Ｆｏｒｔｒａｎ）相比，面向对象有限元程序更加结构化、更易于编写、更易于维护和扩充，程序代码的可重用成分更大。

基于灰色关联与风驱动优化的图像匹配算法

为提高图像匹配的精度与速度,利用灰色关联分析和风驱动优化算法,提出一种快速鲁棒的图像匹配算法(GWDO)。将图像的坐标作为空气单元位置矢量,将当前搜索位置子图像与模板图像的直方图信息的灰色关联度作为适应度值,经过迭代计算找到匹配位置。将该算法与基于粒子群算法(GPSO)、基于人工蜂群算法(GABC)的图像匹配算法进行比较。实验结果表明,该算法可以获得较高的准确率,速度快、抗噪性强。

基于风驱动优化的霍夫变换算法

为提高现有霍夫变换算法的计算效率、准确性,提出一种基于自然启发的风驱动优化的霍夫变换算法。将霍夫变换解的参数作为空气单元位置矢量,将霍夫变换的累加数组值作为空气单元的适应度值,经过迭代计算寻找空气单元的最优位置。实验结果表明,该算法提高了霍夫变换的计算速度,可以获得较高准确率,适用于高噪声背景图像和复杂图像。

基于目标跟踪的风驱动优化粒子滤波算法研究

针对基本粒子滤波在重采样阶段存在粒子退化和粒子匮乏缺点,提出了一种基于风驱动优化的改进粒子滤波算法.算法将风驱动优化(WDO)思想引进粒子滤波,在粒子滤波重采样过程前,首先利用风驱动优化算法进行优化.风驱动优化算法将最新观测值融合到粒子进化公式中,经过风驱动优化后的大部分粒子朝着后验概率分布比较密集的区域运动,分布在最优粒子附近,从而减少了重采样过程中权值高的粒子被舍弃的概率,缓解样本贫化问题.通过非线性目标跟踪模型对改进的粒子滤波算法进行误差值分析,并与基本粒子滤波算法、粒子群优化粒子滤波算法比较.仿真结果证明改进后的粒子滤波算法降低了变量误差,从而提高了粒子滤波的跟踪能力.

轴流血泵的数值仿真与结构改进

轴流血泵体积小、结构简单、易植入等优点,成为人工心脏的热点研究。作者设计了一种轴流式血泵,运用RNGκ-ε湍流模型的数值模拟方法分析血泵流场分布,利用计算流体力学(CFD)技术对血泵内部流场进行数值模拟。分析计算求得血泵流场的压力、速度,切应力等参数分布情况。总结血泵流场容易出现溶血和形成血栓的区域,以此为依据完成血泵结构的改进。结果表明:和原血泵相比,改进后的血泵流量输出性能得到提高,血泵的溶血概率降低,形成血栓的区域减小。

基于CAE的厚壁塑件注塑工艺参数优化

利用Moldflow软件对某厚壁塑料制件的注射成型过程进行分析,选取反映制品收缩与翘曲的多个评价指标,结合正交实验法,优化充填时间、熔体温度、保压时间、保压压力、冷却时间等工艺参数,通过均值分析与极差分析研究各因素对各评价指标的影响,并通过综合评分法得到一组最佳的工艺参数。结果表明,增加保压时间与保压压力能减小产品的收缩和翘曲,且得出的最佳工艺组合为注射时间为2.5 s,熔体温度为280℃,保压时间为130 s,保压压力为110 MPa,冷却时间为40 s,该工艺下产品的质量疏松度、体积收缩率、平面误差、翘曲分别降低了6.66%、7.90%、12.5%、20.83%,产品整体成型品质得到有效提高。

我国医药企业规模经济性计量分析

目前不管国内、国际，到处盛行兼并之风，为的就是要取得规模经济效益。本文首先讨论了企业规模和规模经济的关系。然后用计量分析的方法分析了我国医药行业规模经济性井给出一些相关的建议。

基于CAE厚壁件注塑浇口优化设计

以厚壁件为研究对象,采用Moldflow软件,分析了不同的浇口类型及浇口数量对制品质量、型腔压力、冻结率、体积收缩率、翘曲、熔接痕等的影响。仿真结果表明,采用热流道浇注类型能有效改善厚壁制品收缩情况并提升产品成型精度,采用中心单浇口进胶方式可以减少熔接痕,并改善此厚壁制品的翘曲变形。这种基于CAE的优化方法能缩短模具开发周期,减少成本浪费,提高了效益。

弹塑性分析的面向对象有限元方法

把面对象有限元程序设计方法应用到非线性静态分析中。从线性面向对象有限元分析环境出发，对已有的类进行扩充，利用Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ算法实现了弹塑性分析。

改进SOA算法在焊缝图像分割中的应用

提出一种基于改进的自适应人群搜索算法(ISOA)的焊缝图像分割方法,该算法通过对基本人群搜索算法的高斯隶属度函数以及隶属度参数计算的改进,自适应确定搜索步长,实现对n尺度图像进行n-1个阈值寻优计算。实验结果表明:对比PSO,GA和SA算法,ISOA算法具有收敛速度快、稳定性强、精度高、全局寻优等特点,有效地克服了传统SOA算法易陷入局部最优和收敛速度慢等缺陷,可满足实际工程需求。

烟炱和灰尘颗粒对紫铜电接触微动磨损性能的影响

采用球/平面接触方式,在自制的电接触磨损试验设备上对紫铜进行电接触微动磨损试验,研究了表面附着的烟炱和灰尘颗粒对紫铜电接触微动磨损性能的影响。结果表明:表面附着灰尘颗粒时的接触电阻远高于附着烟炱颗粒的;烟炱颗粒具有减摩作用,其附着数量的增加会降低试样的摩擦因数,灰尘颗粒则相反;烟炱和灰尘颗粒的引入均延缓了试样的微动磨损,磨痕宽度、磨痕深度和磨损量均与附着颗粒的数量呈负相关。

基于人群搜索算法的PID控制器参数优化

关于PID控制器在工业控制领域应用优化问题,PID参数优化成为工业自动化研究的热点。PID参数优化对于系统的稳定性、可靠性和快速响应等特性有着重要的意义。为了改善和优化PID控制器性能,提出一种人群搜索算法(SOA),以PID三个参量为搜寻队伍,以误差绝对值和控制输入平方项的时间积分作为优化目标,经过迭代寻优计算得到系统最优控制量。通过对比遗传算法和粒子群算法PID参数优化,仿真结果表明,改进算法提高了系统的控制精度,系统响应速度快,鲁棒性好,为控制系统PID参数整定提供了参考。

电泳沉积法制备氧化石墨烯膜的微动电接触性能

目的研究氧化石墨烯膜在不同表面粗糙度条件下的微动电接触性能。方法采用金属铜为基底,使用不同粒度的砂纸进行处理,制备不同表面粗糙度的试样。通过电泳沉积法在不同粗糙度的铜表面制备氧化石墨烯膜。通过微动电接触试验装置,研究氧化石墨烯膜在不同表面粗糙度条件下的微动电接触性能。采用拉曼光谱仪分析氧化石墨烯膜的沉积情况。使用白光干涉仪、扫描电镜及能谱仪对磨痕形貌、磨损体积和成分进行分析。结合摩擦因数及接触电阻,分析氧化石墨烯膜在微动磨损下的电接触性能。结果表面粗糙度为1.51、1.27μm时,氧化石墨烯膜的D峰和G峰强度高于其他试样。在室温条件下,接触电阻最低可降至10 mΩ,且更加稳定。与未处理试样相比,摩擦因数减少的最大幅度为50%,从0.46减少至0.23(Ra=0.88μm);磨损体积减少的最大幅度为90%,从6.28×10^(5)μm^(3)减少至6.40×10^(4)μm^(3)(Ra=1.27μm)。在100℃时,接触电阻基本不超过200 mΩ,摩擦因数增加至0.51及以上,磨损体积增加至1.45×10^(5)μm^(3)及以上。表面粗糙度为1.51、1.27μm的试样磨损体积明显低于其他两个表面粗糙度的试样。在200℃时,接触电阻最终超过了400 mΩ,摩擦因数不低于0.49,磨损体积增加至4.05×10^(5)μm^(3)及以上。结论氧化石墨烯膜在表面粗糙度为1.51、1.27μm时的沉积效果较好。氧化石墨烯膜能显著降低接触电阻、摩擦因数和磨损体积。高温下,接触电阻和摩擦因数上升,磨损加剧。