基于层间垫平的囊匣三维装箱优化设计

目的为提高囊匣的装载率及装箱效率,研究层间垫平的强异构类的三维装箱问题,实现快速计算囊匣装箱方案和衬垫方案并指示装箱。方法基于囊匣实际装箱需求,以衬垫体积最小为目标,设计基于贪心策略与改进的装箱顺序策略的两步优化启发式算法,对装箱与衬垫方案进行优化;并根据不同放置方向,设计不同的输出效果以指示装箱。结果与装箱优化前数据进行对比实验证明,该算法推荐的装箱方案与衬垫方案可以减少木箱的使用数量与体积,减少垫平用衬垫体积7.21%,装箱时间缩短了约一半。结论文中设计的混合启发式算法能为囊匣装箱问题找到合适的装箱与衬垫方案,减少衬垫的使用,提高装载率以及装箱效率。

基于混淆S盒的高维量子同态加密机制

在量子同态加密机制中,对密文量子态执行同态评估计算并解密得到的结果与对明文量子态直接评估计算所得的结果相同.现有的量子同态加密机制不仅评估算子的逻辑门种类有限,而且使用单点或多点混淆导致计算开销较大.鉴于此,本文使用量子随机游走构建了一个混淆S盒并将其应用到高维量子同态加密机制的设计之中.客户端使用高维的Pauli算子对明文量子态加密之后,将密文量子态发送至服务器;服务器从评估算子集合中选取客户端需要的评估算子,配合评估参数对密文量子态执行评估操作,并将评估结果发送至解密方执行解密运算.为了避免服务器在执行评估操作时泄露解密密钥,客户端通过设计的混淆S盒来完成对解密密钥的混淆并将结果传输给解密方.解密方执行逆混淆S盒还原出解密密钥,并使用该密钥执行解密操作得到委托计算结果.对比同类型的相似机制,该机制增加了评估算子的种类,降低了量子混淆S盒的开销;通过仿真实验结果证明了提出机制的正确性,并从信息理论层面证明了该机制的安全性.

多箱型结构内部爆炸破坏模式分析方法

结构内部爆炸破坏是武器毁伤目标的主要方式之一,破坏模式和破坏范围是结构内部爆炸破坏威力的主要表征方式,其分析方法能够有力支撑武器毁伤效果预测和结构防护设计.采用有限元模拟仿真分析,研究多箱型结构内爆毁伤特性,基于仿真结果,分析了破坏范围和破坏模式随当量和结构参数的变化规律,并提出了能够计算多箱型结构破坏范围、破坏壁面数和破坏分布模式的无量纲数和计算方法,绘制出破坏分布模式图和破坏范围表,该方法能够预测随爆炸当量非连续变化的破坏模式和破坏范围,并根据已有实验结果进行了验证.

离子型稀土矿二维多孔注液溶液渗流及稀土离子迁移规律研究

掌握离子型稀土矿原地浸矿溶液流动及稀土离子迁移规律是保证资源高效回收的关键。传统柱浸试验无法观察到多孔注液过程中溶液流动扩散及稀土离子迁移规律,基于此,设计了二维箱型浸矿模型,以质量分数2%的MgSO_(4)溶液为浸矿剂,开展多孔注液浸矿试验,结果表明:不同区域的浸出液体积、稀土离子浸出质量以及浸出速度不同,溶液入渗方式由自由入渗转为交汇入渗;注液孔正下方区域浸出液体积最大,交汇区次之,边界区最小;注液孔正下方区域稀土离子浸出几乎无拖尾现象,浸出速度最快,交汇区域次之,边界区域最慢;通过分析矿体各区域平均浸出稀土离子质量发现,稀土离子存在随溶液从注液中心向两侧迁移的行为,孔间交汇区浸出稀土离子质量最大,矿体边界区域次之,注液孔正下方区域浸出稀土离子质量最小。研究成果可为原地浸出注液方式优化提供参考。

六维压电风洞盒式天平研究

风洞试验是气动力载荷的精确测量手段。针对风洞试验中高频多维气动力的测量特点,采用压电测量元件,开发了一种适用于风洞试验中高频六维气动力测量的盒式天平。根据力与力矩平衡关系建立了输入与输出之间的理论输出模型,通过力传递关系及有限元仿真对气动热作用下天平被动输出进行了分析,并通过标定试验获得了天平性能指标。结果表明,该盒式天平在结构和材料上可抵抗测试过程中的温变干扰,温变影响系数小于0.5%,线性度和重复性误差分别低于0.4%和0.5%,最大相间干扰解耦后低于1.5%,三向一阶固有频率皆高于3000Hz,具有高固有频率、高精度的优良性能。

基于FPGA的AES和ECC算法图像加密

随着数字图像的使用次数日益增多,保护机密图像数据免受未经授权的访问较为重要。针对数字图像在通信、存储和传输等领域存在的安全问题,文中基于对称算法模型和非对称算法模型的优点提出一种具有高安全性和高速度性的数字信封技术密码方案。该方案以AES(Advanced Encryption Standard)和ECC(Elliptic Curve Cryptography)为基础,经优化后用于对称密钥共享的ECC硬件架构来提高密钥的安全性。通过加入伪随机数、使用列移位替代列混淆运算以及三维S-box等方式对传统AES进行优化,在保持香农扩散和混淆原理的同时降低了时间复杂性。基于FPGA(Field Programmable Gate Array)实现AES算法的数字图像加密仿真以及性能测试。测试结果表明,所提密码方案具有快速性、高安全性和有效性等优点,能够有效地实现图像加密。

基于Fluent的复合材料包装箱温度场仿真研究

为研究某复合材料包装箱在运输过程中遇到低温环境时箱内温度的变化,在包装箱内部产品材料参数不明确时,采用等效分析的方法,对包装整体进行简化建模,利用Fluent软件对二维模型进行温度场仿真分析。结果表明:在设定条件下,5 h后包装箱内部产品温度降低了9.9℃(不超过10℃)。说明包装箱的被动保温性能满足要求,能够在运输过程中对内部产品进行有效防护。

床箱自走式立体智能种植装置开发与应用

立体种植装置是植物工厂领域常见的设施设备,层数较高的固定式立体种植装置往往会给种植栽培过程带来诸多麻烦且劳动效率较低,为改善这种现状,设计了一种床箱自走式立体智能种植装置。该装置主要由栽培架、栽培床箱升降装置、灌溉系统和控制系统组成,可自动实现栽培装箱的升降及推送过程,高效完成叶菜等作物的立体种植过程,叶菜年产量可达23万颗左右。该装置较大程度上解决了植物工厂领域层架栽培模式费时费力的问题,提高栽培效率,为立体种植装置的设计提供参考。

基于三维体视分析技术对金属断口的分形研究

金属断口包含金属材料的性质、性能及服役过程的重要信息,是金属断裂定性分析、定量表征的关键证据。研究证明分形维数与材料断裂参数密切相关,但传统二维图像分析难以全面揭示断口特征。为了更深入了解断裂机制和材料性能,三维形貌技术逐渐成为研究热点。在分析仪器中三维体视显微镜可以提供更便捷、更准确的断口信息,进而通过计算分形维数推测材料断裂性质。其中计盒维数分析方法具有易于实现和理解、应用范围广、稳定性好、可解释性强等优势。利用三维体视显微镜和MATLAB程序获取断口三维形貌并计算分形维数。实验表明,拉伸断口抗拉强度和屈服强度与分形维数呈负相关,冲击断口的冲击值与分形维数呈正相关。

基于升降轨SAR数据的连续箱梁桥精细变形

针对桥梁精细变形监测问题,提出一种考虑由温度引起的桥梁变形(简称温度变形)的升降轨合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)数据融合方法.首先,以连续箱梁桥为研究对象,分别使用升降轨SAR数据集,基于小基线子集干涉测量法(small baseline subsets interferometric SAR,SBAS-InSAR)提取视线向(line-of-sight,LOS)变形;然后,利用最小二乘法构建温度变形模型,分离周期性温度变形与长期性趋势变形;最后,结合桥梁结构特征,基于时空插值和奇异值分解方法实现升降轨数据融合,提取温度变形、纵桥向(即桥梁延伸方向)及垂直向趋势变形,分析桥梁变形机制及变形成因.结果表明,该方法可提取精确的桥梁温度变形及三维变形,为桥梁健康监测提供可靠的方法支撑.

机车转向架用轴箱体熔模铸造工艺研究

介绍了轴箱体铸件的结构特点、技术要求。通过改进轴箱体熔模铸造冒口,提高了铸件的内部质量;改进浇注位置,降低了铸件的夹砂缺陷;改变工艺收缩率,确保了铸件的尺寸精度符合图纸要求。

多工况人字齿轮传动系统结构减振分析及优化

为更有效降低人字齿轮传动系统振动,分别对由人字齿轮传动系统振动产生的源激励(齿面啮合质量)及振动传递系统(箱体结构)进行减振降噪设计。选择综合效果较好的齿面三维修形方法在多载荷工况下对人字齿轮小轮齿面进行以减小轮齿间啮合振动为目标的修形优化设计;为确定箱体结构优化改进方向,对齿轮箱体进行以静态(箱体最大变形量)动态(低阶固有频率)相结合的结构拓扑优化;据箱体拓扑优化结果确定箱体可减重部位及需加强的结构选定箱体尺寸优化参数并对以箱体机脚处振动加速度均方根值最小为优化目标的箱体结构优化。实例计算与试验结果表明,齿面三维修形方法振动最大降幅理论计算为20.5%、实验为18.9%,减振为12%;而两者相结合则降低幅度达27.3%,效果更好。

城市道路汽车尾气扩散箱型模式研究

首次采用量纲分析法 (π定理 ) ,在确定城市道路汽车 (含其他机动车 )尾气污染物扩散影响因素的基础上 ,求导并建立了尾气扩散箱型模式的普遍式 .模式待定参数少 ,运用方便 .它不仅与由质量守恒定律求得的结果一致 ,而且包括了目前国内外根据实测或实验资料建立的多个箱型 (经验 )模式 .该模式运用于北京某大街及 3个城市的综合交通规划中 ,污染物预测质量浓度与实测质量浓度相关显著 ,表明模式的建立过程是科学的、合理的 .该模式可用于城市道路大气环境质量评价与污染物浓度预测 ,并可提供相关决策依据 .

大型预应力混凝土箱形渡槽结构三维有限元分析

结合南水北调中线工程中大型预应力混凝土箱形渡槽的结构设计，采用三维有限元技术对其受力性能进行了分析探讨。依此，证明所采用的渡槽结构型式及尺寸，预应力筋的布置方案是合理的。渡槽结构应力、变形满足规范要求。

沈阳地铁10号线地铁列车轴箱体划线创新

轴箱体是沈阳地铁10号线地铁列车的零部件,采用整体铸钢铸造,强度高,力学性能好。但形体复杂,铸造工艺难度大。而不规范的划线操作,会给机械加工的装夹定位造成困难,带来废品风险。因此,划线创新和划线创新操作法是保证产品质量的关键。本文对沈阳地铁10号线地铁列车轴箱体划线工艺设计、以及划线创新先进操作法进行详解,并为同类型零件的划线作业提供可借鉴的模板。

组合机床多轴箱三维变量化CAD的实用开发

提出了一种组合机床多轴箱三维变量化CAD的开发模式 ,并利用现有的CAD软件———SolidEdge开发出实用的多轴箱三维变量化CAD系统 。

拖航船和多模块拼组箱式平台耦合模型水动力特性研究

箱式保障平台在海上物资运输方面具有重要应用前景。本文提出一种多模块拼组箱式平台设计方案,采用Ansys软件中的AQWA水动力模块,基于三维势流理论与时域分析方法,对拖航船拖曳下的箱式平台的水动力性能进行数值模拟。研究结果表明:1)箱式平台左右两模块运动协调,基本保持一致;2)在规则波工况中,平台垂荡运动最大值随波浪周期递增表现往复振荡的特点,纵摇运动最大值随波浪周期递增整体呈递减趋势;3)在规则波工况中,随着周期的增大,拖曳缆绳张力整体呈现增大趋势;不规则波工况中,拖曳缆绳张力随着海况等级的增加整体呈现增大的趋势;4)在规则波工况中,单位波幅下,随着周期的增大,中剖面剪力和弯矩整体呈现下降的趋势;不规则波工况中,中剖面剪力和弯矩随着海况等级的增加呈现递增的趋势。通过数值研究,可为实际作业中拖航作用下箱式平台的水动力特性计算提供基准数据,推动箱式平台设计理论的发展。

爆破振动信号时频特征的三维分形特性研究

为进一步研究爆破振动信号能量特征,基于小波包变换方法对爆破振动信号时频能量特征进行分析。在二维矩形盒维数模型的基础上建立了计算三维曲面分形盒维数模型,并计算得到实测爆破振动信号时频能量谱的三维分形盒维数D3d=2.148 8。该分形维数满足空间分形条件2<D3d<3,验证了爆破振动信号时频能量谱具有三维分形特征。经研究三维分形曲面盒维数D3d与其剖面二维分形盒维数D2d之间的数值关系,表明计算空间分形曲面分维数的常规假设D3d=D2d+1并非严格成立。研究表明,所提出的长方体覆盖空间曲面的分形维数计算方法可行、有效,为进一步研究爆破振动信号特征、控制爆破地震效应提供了新的研究思路。

基于分形理论的爆破地震信号盒维数研究

基于分形理论,针对爆破地震信号的传播规律和特征,建立了其分形盒维数模型,应用这一模型计算出在岩石场地进行深孔爆破试验时所采集的爆破地震信号的分形盒维数值D。通过分析所得的分形盒维数值D的数理意义及其与场地介质的关系,研究爆破地震信号的分形特征。结果表明,爆破震动信号的分形盒数值D可作为描述爆破地震信号一个新的重要参数,该参量能够反映爆破地震波传递介质岩体性质的系统信息。

一维势箱模型与休克尔分子轨道理论的关系

分析了一维势箱模型和休克尔分子轨道理论的物理基础,得出对于线型共轭分子体系,由势箱波函数的结果直接得出休克尔分子轨道和利用两者的能级公式,从势箱长度参数(a)得到休克尔成键参数.