基于数字孪生的塔式起重机结构性能在线监测方法

为了保证塔式起重机安全作业,提高塔式起重机的智能化水平,提出了基于数字孪生的塔式起重机结构性能监测方法。首先,根据塔式起重机的运行特点和实时监控的要求,提出了塔式起重机数字孪生框架,详细阐述了各部分的功能;其次,通过建立运动模型实现了塔式起重机实时状态映射、借助网格简化技术构建了塔机虚拟模型、利用人工神经网络技术实现塔式起重机的结构性能在线预测;最后,以STL760动臂塔式起重机为例,建立了动臂塔式起重机数字孪生系统,验证了塔式起重机数字孪生框架的可行性,证明了预测结果有较快的分析速度和较高的准确性,为塔机智能化管理提供了新思路。

基于多保真代理模型的塔机臂架结构优化

起重臂架是动臂式塔机的关键工作部件,负责提升运输建筑材料,其制造成本和工作耗能与自身重量成正比,需要对臂架的重量优化展开研究,因此提出了一种针对动臂式塔机臂架的高效优化设计方法。首先,基于有限元法,计算了不同臂架幅度下的极限工况应力及变形,确定了最危险工况,并以此工况作为优化设计的基础工况;然后,选定了臂架上12个结构参数为设计变量,进行了参数化建模,利用拉丁超立方采样(LHS)选取了样本点,基于有限元仿真数据,构建了三种基于径向基函数(RBF)的代理模型并对其精度进行了评估;最后,基于精度高的多保真代理模型(MFS),以臂架重量最小为优化目标,构建了臂架优化问题的数学模型,使用遗传算法(GA)完成了优化设计。研究结果表明:优化后的臂架满足强度、刚度要求,整个臂架不会发生断裂和失稳,而且臂架重量减轻了25.03%;同时,多保真代理模型的预测结果和仿真结果误差小于3%,证明了多保真代理模型的准确性,进而证明了基于多保真代理模型的臂架优化方法的有效性。

基于CFD的超小型双体无人船总体设计

现有超小型无人双体船的总体设计主要参照以往玻璃钢游乐船的设计经验,未考虑其型线设计导致航速低和稳性差的问题。利用CFD仿真软件,对船体阻力进行分析对比,得到快速性较优的线型方案。同时,考虑推进器布置的影响,设计一型标准的超小型无人双体船。实船模型试验结果表明,该设计方案较现有船型在航速指标上有明显改进,达到预期目的,可为超小型无人双体船总体设计提供参考。

动态网络视角下金融领域知识结构发现与演化研究

随着信息化的发展,金融领域信息量迅猛增加,在此背景下用科学的方法对海量信息筛选加工从而挖掘出潜在的知识价值已成为必要。文章以Web of science数据库中2000-2016年的金融领域文献为数据源,基于文献关联构建了金融学领域知识的多重关系网络,通过动态网络模型对该网络的整体演化进行了分析,对网络中潜在的重要关系和变化进行了识别,为我国金融领域科研的创新工作提供参考。

有助于加快设计流程和设计绿色产品的Feature(特征)建模技术和仿真驱动设计

鉴于当前运输方式对环境的影响,设计师们期望而且必须提高所设计产品的能源效率.设计流程从简单建模转向由仿真驱动,这为缩短产品投放市场的时间以及生产更优异的产品开辟了道路.仿真驱动设计的先决条件是:1)在函数化基础上建模;2)满足可靠精度,有效利用仿真计算;3)对更新、变化和约束的高级管理.本文基于船体设计领域特有的CAD-CFD集成平台FRIENDSHIP-Framework软件来解答这些问题.该软件重点关注设计产品的性能,其中关键特性由经认可的仿真程序计算,该程序可以是研发部门开发的内部工具或者第三方提供的商务软件内.本文列举了关于水动力设计的案例,特别着重观察粘性流体计算的特性.通过Feature(特征)功能可将复杂的设计融合在一起,例如,在特定建模环境下建立函数化关联.它们被用于:1)将许多设计步骤融为一个简单操作,例如在船尾附加一个扭曲舵;2)加快重复单调的设计过程,例如,为流体计算生成面网格.Feature(特征)可以是离散的,也可以是连续的,其用途将在文中解释.同时举例说明其典型应用,例如舵、艏侧推和艉伴流导管,这些应用让项目结构更清晰,同时减少了工作量.