改进BP神经网络钢筋混凝土井壁极限承载力随机分析

钢筋混凝土井壁模型试验分析发现最能影响极限承载力的是混凝土抗压强度,影响最弱的因素为配筋率。工程勘探发现:在深部井筒工程中,井壁极限承载力具有较大的不确定性。针对传统BP神经网络在解决随机性工程问题中的不足,采用随机因子和层间均方误差修正网络模型评价函数。在此基础上,以混凝土抗压强度、厚径比和配筋率为输入量,以井壁极限承载力为输出值,建立改进BP神经网络的井壁极限承载力随机预测模型。工程实例表明该模型在实际工况中能较好地预测深厚沉积层钢筋混凝土井壁的极限承载能力,且误差控制在4%以内,相比传统的计算公式方法精度有明显的提高。同时,改进的模型具有较小的权值和偏置,比传统网络的响应更趋于平滑,大大减少过度拟合的现象。

自行火炮扭力轴局部应力应变随机性分析及应用研究

通过实车试验,获得自行火炮扭力轴的随机载荷谱。采用材料的分段折线式循环应力、应变幅曲线,将改进的二阶矩法与Neuber法结合,提出计算扭力轴应力集中处局部应力、应变随机性的方法。根据随机性分析结果,获得由材料和载荷随机性引起的扭力轴局部应力、应变的概率密度函数,通过二重积分得到联合概率密度函数。结果表明,扭力轴同时具有高周和低周疲劳现象。结合工程实际提出计算不同工况下两种疲劳模式概率的方法,通过进一步研究可以得到自行火炮扭力轴的疲劳可靠性。研究方法对于工程机械装备疲劳可靠性分析和评估具有参考价值。

基于RSS-ERT的智能决策系统在涡轴涡桨发动机控制系统机械液压产品试验领域的设计与应用

控制系统机械液压产品是涡轴涡桨发动机控制指令的重要执行元件,其生产装配完成后需要使用专用试验设备进行性能调试,调试合格后方可装配发动机。由于控制系统机械液压产品结构复杂,调试过程烦琐,对试验操作人员的技术水平要求较高,须构建一套基于放回取样策略-极端随机树(Return Sampling Strategy-Extreme Random Tree,RSS-ERT)的智能决策系统。通过在调试过程中采集试验数据并根据产品性能反馈调试决策,降低了调试过程对试验操作人员的技术依赖,提高了调试效率。选取某型号燃油调节器进行系统功能验证,结果表明智能决策功能反馈准确,能够满足使用需求。

某型主战坦克扭力轴工作过程数值模拟及寿命预测

为了预测坦克扭力轴的疲劳寿命,应用三维弹塑性有限元方法模拟某型主战坦克扭力轴的预扭处理过程及工作过程,结果表明,坦克扭力轴完全工作于弹性状态。结合坦克在某一训练科目下的载荷谱,用S—N方法对扭力轴在该训练科目下的寿命进行计算,给出不同存活率下扭力轴的疲劳寿命。

转轴裂纹扩展的可靠性分析

在Paris-Erdogan裂纹扩展模型的基础上，考虑裂纹扩展模型的随机参数影响，采用裂纹长度失效准则建立旋转机械转轴裂纹扩展的可靠性模型，应用随机摄动理论和Kronecker代数导出状态函数的前四阶矩，应用应力-强度干涉理论和四阶矩技术，确定转轴裂纹扩展的可靠度，并通过数值算例表明文中方法的有效性和实用性。

坦克扭力轴表面缺陷对疲劳寿命的影响

为探求坦克扭力轴过早产生疲劳断裂的原因,应用弹性有限元方法模拟了坦克扭力轴表面各种形状、尺寸的凹坑处产生的应力集中现象,结合坦克在某一训练科目下的载荷谱,使用疲劳分析软件计算了具有不同形状和尺寸缺陷的扭力轴的疲劳寿命(存活率为99%).结果表明:一旦扭力轴表面出现了凹坑,尤其是出现了狭长的裂纹状凹坑时,其疲劳寿命会急剧下降;当出现狭长的裂纹状凹坑时,将其扩展成等径凹坑(不增大凹坑深度),可使凹坑对扭力轴疲劳寿命的影响降至最低.

随机动态载荷下轴类零件的层次分析法

根据影响轴类零件的随机动态载荷的主要因素,设定多层次指标体系,将层次分析法(AHP)用于随机动态载荷的分析评定中.该方法将轴类零件所受的复杂的随机动态载荷问题分解成若干层次,在各层次上对随机动态载荷进行定量分析.根据分析结果,建立随机动态载荷的分级标准,为合理载荷模型的确定提供依据.

减速器齿轮轴疲劳可靠性设计

减速器齿轮轴既承受弯矩又承受扭矩,在工作中受交变应力作用,失效模式为疲劳断裂。传统设计方法以计算安全系数为主要内容,以计算安全系数时用到的应力、强度等参数单值为前提。将减速器齿轮轴的疲劳失效看成是一个随机事件。根据应力-强度干涉理论,通过确定工作应力,考虑了零件的几何形状产生的应力集中、尺寸系数、表面加工方法等因素的概率分布状态,绘制轴的疲劳极限线图。并通过计算疲劳可靠性,验证设计结论的有效性。该设计范例对其它轴的疲劳可靠性设计具有一定的借鉴作用。

深厚冲积层钢筋混凝土外层井壁结构模糊随机有限元可靠性及灵敏度分析

基于模糊随机有限元的基本原理及方法,对结构失效函数和材料本构关系作等效模糊化处理,设定输入输出模糊随机变量,建立钢筋混凝土外层井壁结构的模糊随机有限元分析模型。利用ANSYS数值计算外层井壁结构的模糊随机有限元可靠性,结果表明:由于综合考虑到各变量参数的不确定性,获得的模糊随机有限元可靠性相比常规的有限元可靠性总体偏低,其结果更能反映实际工况。此外,模糊随机有限元可靠性以区间值表征不同井段的可靠程度,较常规可靠性的定值表现方法更具工程针对性。模糊随机有限元灵敏度分析发现:影响外层井壁结构可靠性的重要因素依次是井壁冻结压力、混凝土抗压强度和厚径比。通过ANSYS灵敏度散点图可指明主要输入变量的变动对输出变量的影响程度以及变量需改动的大致区间范围。

随机载荷下轴结构疲劳寿命分析

应用功率谱密度法对随机载荷作用下轴结构进行疲劳寿命分析,给出了基于功率谱密度法的疲劳寿命计算公式。使用有限元软件COSMOSWorks,以一个单级斜齿齿轮减速器低速轴的疲劳寿命计算为例进行了验证。结果表明,按照传统的静强度方法设计的轴结构在疲劳强度上是不足的。

钢板内固定和髓内针固定比较治疗成人肱骨干骨折疗效的系统评价

目的系统评价钢板内固定与髓内针固定治疗成人肱骨干骨折的疗效。方法计算机检索PubMed(1950～2007.9)、OVID MEDLINE(1950～2007.9)、OVID CINAHL(1950～2007.9)、OVID EBM(2007年第3季度)、CBMdisc(1978～2007.6),CNKI(1981～2007.6),手工检索《中华外科杂志》等6种中文主要外科杂志。收集钢板内固定与髓内针固定比较治疗成人肱骨干骨折的随机对照试验(RCT),评价纳入研究的方法学质量,并提取有效数据采用Stata10.0软件进行Meta分析。结果共纳入6个RCT,共425例患者。文献异质性较小(P>0.1)。累积Meta分析结果表明,钢板内固定与髓内针固定比较,在再次手术发生率上,2000年以前(包括2000年)Meta分析结果为钢板内固定可显著降低再次手术发生率[OR=0.39,95%CI(0.17,0.90),P=0.03],但2000年以后至今,两者再次手术发生率的差异无统计学差异[OR=0.54,95%CI(0.27,1.08),P=0.08];在肩部撞击发生率上,钢板内固定显著低于髓内针固定[OR=0.13,95%CI(0.03,0.65),P=0.01]。在术后再次手术率、骨折不愈合率、医源性神经损伤、深部感染、内固定失败等方面,两者差异无统计学意义。对于术后骨折愈合时间、手术时间、出血(输血)量上,由于文献未提供详细数据,未能做Meta分析,只是进行描述性分析。结论与钢板内固定相比较,髓内针固定治疗成人肱骨干骨折容易导致肩部撞击的发生。在再次手术发生率、骨折不愈合率、医源性神经损伤、深部感染、内固定失败等方面,两者差异无统计学意义。因本次系统评价纳入病例数较少,尚需要更多设计严谨的大样本随机对照研究来增加证据的论证强度。

均匀细圆环和均匀薄圆盘对任意轴线的转动惯量

分别运用一般方法和投影法计算了均匀细圆环和均匀薄圆盘对任意轴线的转动惯量,在验证投影法计算结果正确性的基础上,对计算结果进行了讨论,可以用于对实际问题的分析研究。

基于大数据挖掘的深土井壁极限承载力模糊随机模型

为有效抵御地下结构工程中复杂多变的外荷载,提升深土井筒支护的安全可靠性,运用两淮矿区深厚冲积层井壁为原型,按相似性原理浇筑钢筋混凝土井壁模型,进行了大量钢筋混凝土井壁模型的极限承载力试验,结果发现影响井壁极限承载力的主要因素有混凝土抗压强度、厚径比和配筋率。其中,混凝土抗压强度对井壁承载力影响较为明显,配筋率影响较弱,但各影响因素在深厚冲积层实际工程中又伴随着不同程度的不确定性。针对深厚冲积层井筒施工过程中极限承载力及其影响因素的模糊随机性,以大量井壁试验和两淮矿区的钢筋混凝土井筒工程参数作为大数据样本集,分析结构材料、几何参数和计算模式的不确定分布情况,得到混凝土抗压强度、厚径比和配筋率的模糊随机分布规律。采用最大期望算法(EM)优化传统的大数据HMM挖掘模型,分别经过E步骤计算极大似然估计值和M步骤计算参数期望估计,改进后模型经过两次模糊随机过程,相比原算法具有误差小、效率高和收敛快等优点,更能满足实际地下工程中的不确定特性。基于改进后的大数据挖掘HMM算法,综合大数据环境下的材料性能、几何参数和计算模式的模糊随机分布,建立大数据挖掘井壁极限承载力模糊随机模型,实例证明该模型更加可靠合理,更具有工程实用价值。

基于KPCA信息融合与随机森林的中介轴承故障诊断方法

针对航空发动机中介轴承故障信号传递结构复杂且路径长、信噪比低的问题,提出了一种基于核主元分析(KPCA)与随机森林(Random Forest)相结合的故障诊断新方法,利用EEMD处理非线性信号的优势进行信号分析。首先,将采集的声发射信号分解成多个IMF分量,为兼顾时域和频域信息,提取各个IMF分量的样本熵(SampEn)和奇异熵(SingEn)作为各层信号的时频特征。利用KPCA将各分量的样本熵和奇异熵融合,并降低维度得到体现时频信息的数据样本,最后训练出以随机森林为模型的多类分类器。研究表明,基于KPCA信息融合与随机森林的中介轴承故障方法有效,故障识别准确率可达95%以上。

髓内钉与钢板内固定治疗肱骨干骨折疗效的系统评价

目的系统评价髓内钉与钢板内固定治疗肱骨干骨折的疗效.方法计算机检索Cochrane图书馆、Cochane协作网创伤数据库（2011.3）、MEDLINE（1966～2011.3）、EMbase（1966～2011）、中国生物医学文献数据库（1979.1～2011.3）、谷歌学术搜索、万方数据库和中国学术期刊数据库,同时对入选文献的参考文献以及中文骨科期刊进行手工检索.收集髓内钉与钢板内固定治疗肱骨干骨折的随机对照试验（RCTs）和半随机对照试验（CCTs）,评价纳入研究的方法学质量,提取有效数据按Cochrane协作网推荐的方法进行系统评价.结果共纳入10个RCT,其中1 篇提供仅摘要数据,共460 例患者,其中髓内钉组236 例,钢板组224例.Meta 分析结果显示,⑴在术后肩关节活动受限、延迟愈合和肩部撞击方面,钢板固定显著优于髓内钉;⑵在术后感染方面,髓内钉固定术后感染风险明显低于钢板固定;⑶在术后不愈合、功能评定、肘关节活动受限、畸形愈合、医源性骨折粉碎、内植物失败、粘连性关节囊炎、二次手术和术后桡神经麻痹的对比上,髓内钉与钢板固定之间并无统计学差异.结论现有的随机对照临床研究证据显示,对于成人肱骨干骨折行手术内固定,在术后肩关节活动受限、延迟愈合和肩部撞击方面,钢板显著优于髓内钉;而髓内钉固定术后感染的风险更低.因限于研究质量及样本量的局限性,该结论尚需开展更多高质量的大样本随机对照试验加以验证.

深厚土层冻结法凿井过程中外层井壁模糊随机可靠性分析

针对常规可靠性表征结构稳定性时的不足,分析更加符合深井工况的模糊随机可靠性,给出相应的模糊随机功能函数和模糊随机极限状态方程,并针对可靠性中心点算法进行模糊随机改进。结合深厚冲积层井壁冻结压力和钢筋混凝土井壁极限承载力模糊随机分析,得到深厚冲积层高强钢筋混凝土外层井壁的模糊随机极限状态方程,应用改进后的中心点法推导出外层井壁结构模糊随机可靠性的解析区间,并提出各主要变量对模糊随机可靠性的灵敏度区间模型。工程算例表明:由于综合考虑到各参数的不确定性,获得的模糊随机可靠性相比常规的可靠性总体偏低,其结果更能反映实际工况。此外,模糊随机可靠性首次以区间值表征井筒的可靠程度,较常规可靠性的定值表现方法更具合理性。

髓内钉固定与加压钢板内固定比较治疗成人肱骨干骨折的系统评价

目的系统评价髓内钉固定与加压钢板内固定比较治疗成人肱骨干骨折的疗效及不良反应。方法计算机检索Cochrane图书馆(2006年第1期)、MEDLINE (1966～2006)、EMBASE(1980～2006)、NRR(http:／／www．update- software．com／National／)、CCT(http://www．controlled-trials．com)和中国生物医学文献数据库(CBM)。手工检索6种中文主要骨科杂志。收集髓内钉固定与加压钢板内固定比较治疗成人肱骨干骨折的随机对照试验,并评价纳入研究的方法学质量。统计软件采用Cochrane协作网提供的RevMan 4．2．8。结果共纳入随机对照试验3篇,共215例患者,方法学质量均为B级。Meta分析结果表明,髓内钉与钢板比较,前者固定术后二次手术率较高[OR=2．68, 95％CI(1．19,6．04),P=0．02],且术后肩部疼痛及肩关节活动范围减少明显[OR=13．02,95％CI(2．23,75．95),P=0．004;OR=18．60,95％CI(1．01, 341．83),P=0．05];在骨折不愈合率、医源性桡神经损伤率及感染率上,两者差异无统计学意义。而骨折愈合时间因文献未提供详细数据未能做Meta分析。结论与钢板内固定相比,髓内钉固定治疗成人肱骨干骨折的二次手术率更高,造成肩部疼痛及肩关节活动障碍更明显。而在骨折不愈合率、医源性桡神经损伤率及感染率上,两组差异无统计学意义。因本系统评价纳入的病例数较少,尚需更多设计严格的大样本随机对照研究来增加证据的强度。

任意倾角法测设斜井腰线的应用探讨

通过对任意倾角法测设斜井腰线的分析研究,提出了测站上通过测量腰线位置的倾角、距离以及斜井中心线的偏角来测设斜井腰线的方法,而比差法和伪倾角法只是任意倾角测设斜井腰线的一种特殊形式。

均匀细杆对任意轴转动惯量的计算方法

利用直接积分法计算出均匀细杆对任意轴的转动惯量,提出了一种普遍适用的转动惯量的计算方法——投影法则;将投影法则应用于均匀细杆对特殊轴的转动惯量的计算中,得到的结果与实际情况相符合。

深厚冲积层立井井壁冻结压力的模糊随机分析

对口孜东矿井壁冻结压力进行现场监测,发现冻结工程中井筒所承受的压力具有随机性,总体趋势分为加速上升期、平缓上升期和平稳期。同时,受冻结管偏斜、盐水流量不均、土性差异和环境变化等因素影响,井壁冻结压力又具有明显的模糊性。为兼顾随机性和模糊性,采用模糊随机方法对井壁冻结压力不确定性进行分析。通过公式推导和数据拟合,分别在黏土层和钙质黏土层建立井壁冻结压力的模糊随机表达式,最后通过朱集西矿进行验证。结果表明:模糊随机分析值与现场实测值基本吻合,为今后深井施工安全提供了可靠保障。