考虑应变率效应的金属爆炸容器初始设计方法

针对爆炸容器初始设计常用的动力系数法存在的设计余量过大问题,通过将Johnson-Cook本构模型的应变率项纳入结构振动方程,推导出考虑应变率效应的等效静载荷计算方法。采用本文方法及常规动力系数法对不同半径的球形容器在1 kg TNT炸药加载下的壁厚进行了理论设计,并通过高置信度数值模型对两种方法所设计的容器的结构响应进行了数值计算。结果显示,两种方法所设计的容器均在弹性范围,但是本文方法的容器壁厚更小、结构应力更大。这表明通过考虑应变率效应,本文方法可合理降低设计载荷以减小设计余量,进而更充分地发挥材料与结构的力学性能,并可用于金属爆炸容器的初始设计。

航空大型复杂钛框预锻成形初始毛坯优化

以某TA15钛合金框为例,采用数值模拟、响应面分析及物理模拟实验相结合的方法对预锻成形的初始毛坯形状尺寸进行了优化。构建了初始毛坯的参数化几何模型;建立了预锻成形有限元模型和响应面实验方案;以型腔各区域同时靠模为目标,根据不同初始毛坯的模拟结果,建立毛坯几何尺寸与模具型腔充填之间的定量关联关系,并通过极值求解计算出最优毛坯几何尺寸;最后采用有限元模拟和物理模拟实验验证了初始毛坯优化的可靠性和准确性。结果表明,该方法能有效克服大型复杂钛框预锻成形中常见的填充不满、成形载荷过大等问题,实现预锻件在型腔不同区域同时靠模。

基于波前变换的自由曲面系统初始结构设计

自由曲面具有良好的像差矫正能力,但没有足够的初始结构供设计者参考,因此研究自由曲面初始结构的设计方法是有意义的.通常初始结构设计方法为大量点和光线的追迹或数值求解微分方程组,运算量大且复杂。文章从光学系统对光波变换的角度出发,推导自由曲面解析表达式,并设计一款工作波段较宽,相对口径较大的离轴红外光学系统,工作波段3~12μm,焦距300mm, F/2.5,视场角2.04°×2.56°,像质接近衍射极限且100%冷光阑效率,全视场波像差RMS值平均为0.059λ@3.67μm.

不同螺纹种植体修复下颌第一磨牙即刻负荷的初始稳定性比较

背景:螺纹结构的锥形种植体具有良好控制微动的能力,有利于即刻负荷,但有关双螺纹锥柱状和锥形柱状锥形种植体对即刻负荷后种植体-骨界面应力分布和初始稳定性的影响尚未见文献报道。目的:探讨双螺纹锥柱状和锥形柱状种植体在下颌磨牙区即刻负荷时对种植体及周围骨界面生物力学分布的影响。方法:①三维有限元分析:利用锥形束CT扫描1名志愿者下颌骨及第一磨牙,建立下颌骨基准模型,将双螺纹锥柱状和锥形柱状种植体分别与下颌骨模型组装,建立下颌第一磨牙即刻种植(或延期种植)即刻负荷种植体模型(共4组模型),对每个模型牙冠中央窝处分别加载轴向、舌颊45°向、近远中向、颊舌4个方向的载荷(100 N),利用三维有限元分析种植体位移和种植体-骨界面应力分布情况。②体外实验:在口腔种植机器人的辅助下,将双螺纹锥柱状和锥形柱状种植体分别植入相同的人工骨块上,建立种植体即刻种植(或延期种植)即刻负荷体外模型(共4组模型),用Osstell共振频率分析仪及配套的SmartPeg传感器测量前、后、左、右4个垂直方向的种植体稳定系数值,评估其初始稳定性,验证有限元分析结果。结果与结论:①延期种植即刻负荷时,锥形柱状种植体和双螺纹锥柱状种植体的位移相差较小,但锥形柱状种植体-骨界面最大应力值大于双螺纹锥柱状种植体-骨界面;即刻种植即刻负荷时,种植体周围骨的最大应力值和最大位移量均出现在近远中向施加载荷时,其中锥形柱状种植体应力值达到了298.84 MPa,最大位移量为0.31 mm,均大于双螺纹锥柱状种植体;②体外实验结果显示,双螺纹锥柱状种植体的种植体稳定系数值均大于锥形柱状种植体;③与锥形柱状种植体相比,双螺纹锥柱状种植体在即刻负荷时具有较高的初始稳定性,提示临床上即刻负荷时可优先考虑使用双螺纹锥柱状种植体。

不同颌骨密度下种植体设计对其骨界面应力分布影响的有限元分析

目的探索不同骨质条件下,种植体外形设计对初始稳定性的影响,为种植体结构设计优化提供生物力学实验数据和理论参考依据。方法利用Solid Works软件建立颌骨和种植体模型,其中种植体颌骨模型包括颈部、体部和底部模型,分为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型骨,种植体模型分为颈部、体部、底部模型;通过Ansys有限元分析软件对模型在垂直向100 N载荷作用下产生的等效应力峰值进行分析,以筛选等效应力峰值在骨屈服强度值以下的结构;进一步对这些结构设计进行正交实验,对比分析在垂直向100 N载荷作用下,各种结构组合的种植体在不同骨质类型中的等效应力峰值,从而得到各设计对初始稳定性的影响并确定最优的结构设计。结果在颈部Ⅰ、Ⅱ型颌骨模型中,种植体颈部深度设计对初始稳定性的影响最大;在颈部Ⅲ型颌骨模型中,种植体颈部螺距设计对初始稳定性的影响最大;在体部各种颌骨模型中,种植体体部深度设计对初始稳定性影响最大;而种植体底部切割刃设计并不能增加种植体的初始稳定性。结论在临床种植体选择及开发设计中,应根据不同骨质类型选择不同的设计参数,在Ⅰ、Ⅱ型骨中更注重颈部以及体部螺纹深度的选择,在Ⅲ型骨中应更注重颈部螺距以及体部深度的选择。

美术字“怀旧”设计衍化的真实与虚构

在商业社会日益繁荣的背景下,通过分析上个世纪以来美术字“怀旧”设计的基本特征,并对其衍化过程进行探究,认为当代美术字的复兴,是在数字多媒体屏显、工业时代印刷术和手工艺之间建立起“怀旧”的叙事联想,本质上透露着资本操控下的商业化痕迹。因此,美术字的“怀旧”设计,一方面是历史性的技术革新,另一方面,也是消费文化的因应需求。

遗传算法初始种群与操作参数的均匀设计

通过对遗传算法初始种群与操作参数设定问题的研究,认为初始种群的分布状态与算子操作参数的选取直接关系遗传算法的全局收敛性与搜索效率,对初始种群与各操作参数进行合理设定是应用遗传算法进行寻优计算的重要问题.同时,遗传算法的初始种群必须科学地表征解空间的信息,操作参数也必须兼顾多样性与快速性相互协调设置.基于优化设计思想提出应用均匀设计方法同时确定遗传算法的初始种群及其他操作参数的方法.利用均匀设计的等价准则提出一种简化计算的近似获得均匀初始种群的方法,仿真实例验证了这种方法的可行性、有效性.

钢轨扣件设计及其衍化过程研究

研究目的:钢轨扣件是轨道结构的重要组成部件,直接影响列车运行的安全与舒适。伴随铁路的发展,扣件系统不断变化以适应新的市场需求。本文通过研究钢轨扣件的衍化过程,结合专利技术分析,提出我国扣件发展的思路与建议。研究结论:(1)扣件系统设计选型时应根据设计荷载、设计参数、材料特性、动态响应等,合理选用不同类型的扣件,实现安全运营、经济合理、性能最优;(2)扣压件的形状由简单衍化为复杂,紧固件由施工养护困难、精度难以保证衍化为施工便捷、养护方便、精度高,弹性基板的弹性效果由较差衍化为较好,性能得到逐步提升;(3)国内外专利技术统计分析表明,我国钢轨扣件伴随高铁及城市轨道交通的发展,目前处于高速增长期,研究热点主要集中在检测装置、减振降噪、受力性能优化等领域;(4)钢轨扣件未来将向着适应性更强、系统性能更优、结构更多元化、可控性更强、安装养护更简单等方向发展;(5)本研究结果可为钢轨扣件结构创新设计和改进提供参考。

转型背景下排污权初始分配机制优化设计

排污权初始分配机制构建是排污权交易制度有效实施的关键环节。就中国而言,探索构建以政府为主导的排污权有偿分配体系是更适宜现阶段国情的策略选择。其中,首要问题就是制定合理的初始分配标准,这也是一个颇具争议性的技术难题。本文首先从理论层面分析了社会最优化的排污权配置方案及其对企业生产经营产生的最优激励;进而,通过建立多期排污权交易条件下的企业最优决策模型,细致审视了现行初始分配标准对企业生产经营的跨期激励效应。结果表明,基于污染性资源投入、经济产出、污染排放等企业历史相对绩效的初始分配方案均在不同程度上产生了扭曲性激励,会直接导致无效率的资源配置与次优化的社会产出。作为机制优化设计的途径,提出构建以企业社会责任为内涵的排污权初始分配机制,既可确保制度产生最优激励效果,又能将其它社会外部性问题纳入其管制范畴,促进社会治理的良性互动。最后,结合我国现阶段国情,深入阐释了该新型初始分配机制的必要性与可行性。

GRAPES模式标准初始化方案设计与实现

文章介绍了GRAPES模式标准初始化系统的方案设计及程序结构,对3种不同方案产生的初始场进行了分析。结果表明:水平风场、温度场、位温场对插值方法的精度并不是很敏感,而高度场以及气压Exner函数则对垂直插值方法的精度要求很高;在3种模式变量产生方案中,方案一的效果较差,但它计算速度快,在地形梯度不大的地方可以选择使用;方案二与方案三的效果则比较好,用户可根据自己的需求任意选择。GRAPES模式标准初始化系统在完成其主要功能的同时,通过灵活的程序设计,对标准初始化系统的区域、分辨率、垂直层次、水平插值方法、垂直插值方法等的任意选取,使得标准初始化系统可以很容易满足模式初值的各种需求,为模式开发研究实验提供了各种便利。

B2C网站设计因素与初始信任关系的实证研究

通过实证探索并验证了网站结构、网站内容和视觉效果对消费者初始信任的影响,同时还验证了社会存在感在其中所起的中介作用。研究结果发现:网站结构和网站内容对消费者初始信任有着直接的积极影响,社会存在感在其中承担着部分中介作用;网站视觉效果对消费者初始信任的影响虽不显著,但却对社会存在感有着显著的影响。

基于形状的行星际小推力转移轨道初始设计方法

初始设计问题是行星际小推力转移轨道设计中的难点。本文在对逆多项式逼近方法进行改进基础上,提出一种星际小推力转移轨道初始设计方法。首先,通过分析逆多项式逼近轨道的动力学特性,推导了关键系数的可行取值范围;然后,基于改进的逆多项式逼近理论,通过对加速度约束进行处理,建立了一种简单有效的星际小推力轨道设计模型;最后,为高效可靠的获得最优设计参数,采用微分进化算法对轨道设计模型进行了寻优计算。该方法不仅避免了传统逆多项式逼近遗漏可行轨道的缺陷,并且设计参数少,能够为精确设计提供一组可靠的初始设计参数。仿真计算验证了该方法的有效性。

结合行星借力飞行技术的小推力转移轨道初始设计

针对结合行星借力和小推力技术的行星际转移轨道设计问题,提出一种基于形状逼近策略的初始设计方法。采用改进的逆六次多项式策略计算小推力弧段,通过引入B平面参数和推进器开关点时间系数实现行星借力和推滑混合轨道的拼接,将初始设计问题转化为求解混合整数非线性规划问题。为降低规划模型求解难度,通过参数变换对模型进行简化处理,并采用具有全局大范围搜索能力的改进微分进化算法求解最优设计参数。数值结果表明:相比正弦指数曲线设计方法,本文方法可以有效对交会型转移轨道进行设计,并且可以提供更少燃料消耗的探测机会。

如何促进学生的创造力培养?——从设计型学习初始模式到设计型学习实践模式

随着时代的发展,世界各国对学生创造力的培养日益重视。文章首先基于国内外设计型学习模式的优秀经验,以设计型学习的一般流程与创造力培养为切入点,构建了促进学生创造力培养的设计型学习初始模式。随后,文章通过三轮实验,根据问卷调查、师生访谈和课堂观察结果,对该模式进行了两次调整,最终构建了促进学生创造力培养的设计型学习实践模式。从设计型学习初始模式到设计型学习实践模式,反映了设计型学习模式的不断完善。文章的研究为一线教师借助设计型学习来培养学生的创造力提供了参考,同时推动了设计型学习的实践应用。

基于遗传算法的光学膜系初始结构优化设计

膜系初始结构优化设计是膜系优化设计的关键。针对多膜料设计 ,提出了一种新的膜系初始结构优化设计算法 ,将膜系的初始设计视为组合优化问题 ,采用遗传算法 ,求得组合的最优解。给出了算法的原理 ,并给出了相应的设计实例。结果表明 ,本算法是一种简单、有效。

薄膜结构的初始形态设计分析

本文详细介绍了薄膜结构设计计算中的关键及难点问题——初始形态设计的理论方法，并编制了相应的有限元计算程序对薄膜结构的初始形态进行了分析。大量的算例和工程实例分析验证了本文所述理论方法及程序的正确性和广泛适用性。

含初始缺陷复合材料格栅加筋圆柱壳的鲁棒优化设计

针对复合材料格栅加筋圆柱壳具有多约束、连续变量和非连续变量混合的特性,基于复合材料中厚圆柱壳体的非线性稳定性理论,考虑优化目标和约束鲁棒性,采用混合遗传算法,提出了一种非完善复合材料格栅加筋圆柱壳的鲁棒优化设计方法.应用正交设计理论确定主要的鲁棒优化设计变量,简化了运算过程,从而提高了优化分析效率;同时又采用五点差分格式代替梯度运算,解决了在优化计算过程中不可求导的问题.通过典型算例表明,鲁棒优化设计所得到的优化分析结果与传统确定性优化方法相比差别较大,此外壳体的初始缺陷亦将对优化结果产生很大的影响.

变焦距镜头初始结构智能化设计方法

给出一个智能化专家系统 ,实现了对变焦距镜头初始结构参数的自动设计 ,包括对任一变焦方式的高斯光学参数的计算 。

以减小初始扰动为目标的火箭弹定心部优化设计

为研究火箭弹定心部结构参数对火箭弹初始扰动的影响,建立了火箭弹发射过程中弹轨相互作用的动力学仿真模型。以减小初始扰动为目标,以弹轨不发生碰撞为约束,开展定心部结构参数的动力学仿真优化分析,得到了定心部的结构优化设计参数。优化结果表明,定心部的宽度对初始扰动影响较大,定心部结构参数的优化可在较大程度上减小火箭弹的初始扰动。优化方法及结果可为火箭弹定心部的设计提供参考。

用专家系统确定优化设计变量的初始值

在电机优化设计中，设计变量初始值的可行性是优化设计成败的关键。本文介绍智能化的专家系统与优化设计的组合应用，着重说明专家系统从根本上解决初始值可行性问题，从而保证电机优化设计顺利可靠地进行。