基于同一车体结构模型的不同优化算法对比研究

高速列车工程优化设计中有多种优化算法,解决实际优化问题时选择合适的算法能提高优化设计效率。以某一高速列车铝合金车体为模型,通过有限元分析计算整备状态下的车体一阶垂弯频率较低。在灵敏度分析的基础上,应用正交试验对各个变量进行主效应分析,筛选出主要变量作为优化模型的设计变量。以提高一阶垂弯频率为目的,基于近似模型分别采用可行方向法和遗传算法进行优化求解,使用可行方向法优化后的车体一阶垂弯振动频率提升2.4%,二阶菱形振动提升1.9%,车体钢结构质量增重0.15%;使用遗传算法优化后车体一阶垂弯振动频率提高了4.2%,车体的二阶菱形振动频率提高2.5%,车体钢结构质量增重1.66%。对优化结果进行对比分析,两种不同算法的优化结果侧重点有所不同,可根据不同实际需求选择相应的优化算法,从而达到优化目的。

7136铝合金带板挤压有限元模拟

在变形温度为583 K~743 K和应变速率为0.001 s^(-1)~1 s^(-1)的条件下研究7136铝合金的高温变形行为。研究结果表明:随着变形温度的提高,7136铝合金的最大屈服应力逐渐降低,在低温和低应变的状态下容易出现不连续动态再结晶,而在高温和高应变的状态下更容易出现连续的动态再结晶。采用A.Zarei-Hamzalo等人提出完整的流变模型构建7136铝合金本构关系和绘制热加工图,同时观察压缩变形的微观组织,构建的本构关系被导入到Deform软件中,用于模拟7136铝合金带板挤压过程中应力场和温度场的变化,指导工业化大生产,节约生产成本和工艺研发成本。

水淹胁迫对紫穗槐生长及营养元素积累的影响

通过对不同水淹条件下紫穗槐(Amorpha fruticosa)植株营养生长及各组织中营养元素积累量的分析,发现紫穗槐在表面水淹条件下根系浅生化,半水淹条件下茎根生长不定根,近全淹条件下先生长茎后生出不定根来适应水淹胁迫。3个水淹处理组植株对氮、磷、钙、铁及锰的吸收表现为增益;对铜的吸收表现为降低;改变氮、磷、钙、锌和铜的分配以适应水淹逆境,均与对照组植株存在明显差异(P<0.05)。所有处理各营养元素的积累量均不低于植物正常生长水平,营养生长指标未见严重缺素症,表明紫穗槐可针对不同水淹条件选择最有效节能的适应机制,是优良的抗涝灌木种。

超磁致伸缩致动器的磁-机械强耦合模型

稀土-铁超磁致伸缩材料作为一种新型功能材料,其应用越来越受到人们的关注。为了有效地设计、开发超磁致伸缩材料的器件,必须建立材料器件的输入输出模型。利用能量变分原理,针对研制的超磁致伸缩致动器,建立了系统的磁-机械强耦合模型,并应用有限元法计算了致动器的输入电流与输出位移的关系曲线。计算值与实验值比较吻合,表明所建立的模型能够反映致动器的输入输出关系,模型对于设计超磁致伸缩器件、优化设计方案具有重要意义。

鄂尔多斯盆地深部流体示踪:三叠系延长组高自然伽马砂岩特征及成因分析

鄂尔多斯盆地中部三叠系延长组长6段是石油勘探开发的重要层位,该段普遍发育高自然伽马砂岩,但对其相关研究却很薄弱。一般认为,该区长6段砂岩自然伽马异常高是与长石、黑云母、粘土含量及火山凝灰岩有关。文中通过对高伽马砂岩及邻近常规砂岩的显微镜薄片观察、X光衍射及粘土矿物分析、电子探针及质谱仪化学元素分析以及沉积与分布特征分析,认为与常规砂岩相比,高伽马砂岩具有以下特点:钾长石、绿泥石、铁泥质粘土杂基含量明显上升,石英含量明显减少,长石高岭石化强烈,岩屑含量较高,且岩屑假杂基化较为普遍。Th、U、K放射性元素含量较高,其中Th元素含量上升最为显著,主要存在于独居石、金红石、铁泥质粘土、钾长石及部分锆石、磷灰石、黑云母、岩屑中;U元素主要存在于大多数的锆石、部分磷灰石、黑云母及含镁方解石中;K元素主要存在于钾长石、黑云母、金红石、铁泥质粘土、部分钠长石及岩屑中。高伽马砂岩不受沉积相的控制,火山凝灰岩与高伽马砂岩的形成无必然联系,高伽马砂岩与来自于盆地东北方向的物源有一定的亲缘性。综合分析认为,深部热液活动可能导致了高伽马砂岩的形成。

原产地与引种地厚壁毛竹竹材成分质量分数比较

对原产地和引种地厚壁毛竹Phyllostachys edulis‘Pachyloen’竹材的9种化学成分和12种营养元素进行了测定与分析。结果表明:原产地竹材的冷水抽出物、热水抽出物、10.0 g.kg-1氢氧化钠抽出物、苯醇抽出物、木质素、纤维素、戊聚糖、灰分、二氧化硅质量分数分别为0.055 3,0.064 6,0.298 2,0.027 7,0.290 0,0.395 6,0.260 3,0.015 7,0.001 5 g.g-1。引种地竹材中热水抽出物、木质素、纤维素、戊聚糖、灰分、二氧化硅质量分数略高于原产地。原产地竹材营养元素按质量分数高低排列为钾(6.41 g.kg-1)>氮(3.03 g.kg-1)>磷(0.43 g.kg-1)>锰、硫(0.39 g.kg-1)>铁(161.52 mg.kg-1)>钙(132.99 mg.kg-1)>锰(82.43 mg.kg-1)>铝(17.31 mg.kg-1)>锌(10.47 mg.kg-1)>铜(5.58 mg.kg-1)>硼(0.52 mg.kg-1),但引种地竹材硫(0.34 g.kg-1)>锰(0.25 g.kg-1)>钙(186.23g.kg-1)>铁(112.23 g.kg-1)。引种地与原产地间的竹材营养元素存在显著性差异(P<0.05),但化学成分差异未达到检验显著性水平。

具有负泊松比效应蜂窝材料的面内冲击动力学性能

基于显式动力有限元ANSYS/LS-DYNA,研究了面内冲击作用下具有负泊松比效应蜂窝材料的动态冲击性能。在保证胞元壁长和壁厚不变的前提下,通过改变胞元扩张角,建立了内凹六边形蜂窝模型。具体讨论了胞元扩张角和冲击速度对蜂窝材料面内冲击变形和能量吸收能力的影响。研究发现,在冲击载荷作用下,内凹蜂窝材料的面内冲击性能依赖于胞元扩张角。胞元扩张角的绝对值越大,冲击端的平台应力越高。随着冲击速度的提高,蜂窝材料表现出更强的能量吸收能力。

含多层衍射光学元件的折/衍射混合头盔目镜

基于对多层衍射元件的衍射效率的理论分析,设计了用于头盔显示器的含有多层衍射元件的60°视场折/衍射混合目镜系统。系统在设计波段和整个视场范围内衍射效率均在90%以上,提高了光能利用率和像面对比度。目镜的出瞳距离为22mm,出瞳直径为8mm。调制传递函数(MTF)在25lp/mm时全视场均在0.38以上,满足VGA分辨率要求。目镜中畸变为4.8%,垂轴色差最大为10μm。整个系统结构紧凑,镜头总长26.8mm,最大直径16mm,全系统质量仅8g,实现了光学系统的轻小型化。

降低鸡蛋中胆固醇含量的营养途径研究进展

鸡蛋营养丰富,其蛋黄中含有较高的胆固醇。人们日常摄入过量的胆固醇易引起动脉粥样硬化、高血压和冠心病等心脑血管疾病,因此在畜牧业生产中开发低胆固醇鸡蛋具有重要的理论实践价值。通过在饲粮中添加紫花苜蓿、绿茶、中草药添加剂、乳酸菌以及微量元素等方法能够有效降低鸡蛋中的胆固醇含量。论文从营养途径方面综述了国内外学者在降低鸡蛋中胆固醇含量方面的最新研究成果及其调控机制,从而为生产低胆固醇鸡蛋提供理论实践参考。

均匀受压矩形管的屈曲后板组效应研究

本文根据势能驻值原理,建立了均匀受压矩形管的大挠度弹性屈曲理论,用于分析屈曲后相邻板件间的相互约束作用,即屈曲后板组效应。该方法通过引入拉格朗日乘子,使系统总势能取驻值的同时,形函数能满足一系列基本的,但非完备的边界条件;在此基础上采用增量法将非线性方程组线性化,从而确定给定荷载下矩形管的受力状态及变形。由于系统总势能是以解析式的形式给出,且仅需取有限的级数项就可达到满意的精度,故该半解析法具有计算效率高的特点。目前许多国家的钢结构设计规范中,在计算受压板件的有效宽度时,常采用板组约束系数来考虑板组效应。由于有效宽度法本身考虑了板的屈曲后强度,而约束系数多数却是建立在小挠度弹性屈曲理论上的,故有必要分析板件的屈曲后板组效应。本文详细讨论了矩形管的屈曲后板组效应,并与小挠度理论给出的计算结果进行比较,得出了均匀受压矩形管屈曲后板组效应减弱的结论。

筑波大学协同创新模式的逻辑建构及其运行机制

筑波大学组建四十多年来,通过确立开放办学的理念、革新学术组织制度以及与筑波科学城紧密互动,构建了富有个性化特色的协同创新模式。筑波模式的核心特质是政府和市场发挥不同形式的主导性作用,大学和其他主体之间进行职能的科学分化以及建立有效的合作机制。

基于有效介质与等效岩石元素理论的特低渗透率储层饱和度模型

清水洼陷沙三段储层属于特低渗透率储层,具有含泥质、微孔隙发育、束缚水饱和度较高、孔隙结构复杂的特征。建立该区块饱和度模型时应考虑这些因素对岩石导电性的影响。将含泥特低渗透储层等效成孔隙大小和形状及所含流体性质和含量不变的纯岩石,利用等效岩石元素理论描述孔腔和喉道比对岩石导电性的影响,利用有效介质对称导电理论描述孔隙结构对岩石导电性的影响,分别建立等效纯岩石的导电方程,并联立求解得出等效混合流体介质电导率表达式;再利用有效介质对称导电理论描述泥质附加导电对岩石导电性的影响,将求得的等效混合流体介质电导率代入该方程中,从而建立基于等效岩石元素理论和有效介质对称导电理论的含泥特低渗透储层导电模型。利用清水洼陷沙三段储层的岩电实验测量数据对该模型进行精度分析,测量岩样电导率值与计算电导率值平均相对误差很小,说明提出的模型能很好地描述特低渗透储层岩石的导电规律。利用建立的模型及确定的模型参数值处理了清水洼陷沙三段储层实际井资料,结果表明,所建立的模型适用于清水洼陷沙三段特低渗透泥质砂岩储层评价。

扶壁柱几何参数对砖混结构抗震性能影响分析

通过SAP2000分析软件,采用等效体积单元模拟手段,给增设钢筋混凝土扶壁柱加固的3层砖混结构的某教学楼建立结构动力响应模型,分析结构在加固前后的自振周期、基底剪力、墙体内力以及结构位移等性能的变化规律.结果表明,自下而上,随着扶壁柱加固层数的增加,结构的自振周期随之减小,结构刚度和墙体基底剪力随之增大,纵横墙内力和结构侧向位移明显减小.

铝合金6061-T6铣削仿真与试验研究

为了研究铝合金材料在不同铣削参数下加工时的应力、温度以及切屑形态变化,采用有限元分析软件Abaqus、采用Johnson-Cook本构模型对铝合金6061-T6铣削加工过程进行了铣削仿真分析,同时采用相同的铣削参数在VWC850B加工中心上进行了铣削实验研究。通过对比分析发现,理论分析与有限元仿真结果和铣削试验结果基本一致。试验结果表明文中建立和应用的有限元模型较为准确,可为后续其他材料和加工参数进行优化和预测,对生产实践具有重要的指导意义。

服役混凝土在二元及多元因素耦合作用下耐久性研究综述

将混凝土在服役期间可能经受的有害因素归纳为化学、物理、力学三大类,接着对此三类单因素条件下的损伤及其破坏机理进行了描述。根据实际工程多因素同时作用的情况,将组合为化学和力学、物理和力学的二元叠加。结合国内外的大量文献资料,对组合中可能出现的双因素复合的机理进行深入的阐述,最后对多元复合的情况进行了描述,揭示了不同因素耦合的损伤叠加正负效应和交互作用。

高温气冷堆燃料元件固有循环安全特性的研究

介绍了高温气冷堆TRISO型的包覆燃料颗粒及球形燃料元件的结构特点及其安全原理。高温气冷堆具有低功率密度特点和负温度反应性特点,其与球形燃料元件有安全循环关系,实现了高温气冷堆固有循环安全特性。

发掘教育要素特性,开创中学“三生教育”新视野

中学"三生教育"作为整个"三生教育"体系的重要组成部分,由于其教育阶段的承启性和教育对象身心发展的特殊性,开展好教育实践工作显得尤为重要。可以从发挥中学教师在"三生教育"中的主体功能和示范作用,制定符合中学生青春期身心特点的"三生教育"策略,将"三生教育"理念融入中学主干课程教学内容,大胆创新中学"三生教育"技法,拓展中学"三生教育"主渠道功能,营造良好的教育环境等方面着手,发掘教育要素潜在特性及功能,增强教育实效性,开创中学"三生教育"新视野。

2型糖尿病合并冠心病患者中医证候特征的回顾性多中心横断面调查

目的 探讨2型糖尿病合并冠心病患者的中医证候特征。方法 回顾性收集2015年1月1日至2019年12月31日5个省市的7家三级甲等医院就诊的2型糖尿病合并冠心病患者临床资料,设计中医证候调查表(包括患者的性别、年龄、烟酒史、家族史、发病诱因、生命体征、中医四诊信息、血常规、生化检查等),运用证候辨证素权值计量法探讨症状、证素、证型的分布规律,采用无序多分类Logistic回归分析探讨中医证型与入院基本情况的相关性。结果 共纳入2556例患者,症状或体征出现频率前3位依次为胸闷(69.87%)、神疲(48.90%)、倦怠乏力(47.61%);舌象多见舌色(黯)红(45.58%)、淡红(29.38%)、淡白(15.30%),舌苔多为白(78.09%)、薄(58.26%)、腻(28.52%);脉象多见细(43.94%)、弦(34.98%)、滑(24.14%)。归纳出7种虚性病性证素、11种实性病性证素和10个病位证素,其中虚性证素以气虚(51.80%)、阳虚(37.72%)、阴虚(35.13%)为主,实性证素以痰(38.97%)、血瘀(37.87%)、湿(24.84%)居多,脏腑病位证素主要为心(49.37%),其次是肺(42.29%)、胸膈(12.25%)、脾(12.09%)、肾(9.66%)。占比在3%以上的证型共有12个,分别为痰湿内蕴证(11.07%)、痰瘀阻滞证(9.55%)、气虚血瘀证(8.96%)、气虚痰阻证(8.69%)、阴虚证(6.57%)、阴阳气虚证(6.18%)、血瘀证(5.71%)、气阴两虚证(5.52%)、气血亏虚证(5.44%)、阳气虚证(4.97%)、阳气虚兼痰瘀证(4.03%)、气阴两虚兼痰瘀证(3.29%)。12种证型患者在不同收缩压分层中分布差异有统计学意义(P<0.05),以痰湿内蕴证、痰瘀阻滞证、气虚血瘀证、气虚痰阻证为主。女性是阴阳气虚证、气血亏虚证的危险因素;年龄(≤60岁)是痰瘀阻滞证、血瘀证的危险因素;收缩压(<140 mmHg)与痰瘀阻滞证、气虚血瘀证、气虚痰阻证、阴阳气虚证、血瘀证、气阴两虚证、气血亏虚证、阳气虚证、阳气虚兼痰瘀证呈正相关(P≤0.05)。结论 2型糖尿病合并冠心病的病机为本虚(气虚、阳虚、阴虚等)标实(痰、血瘀、湿等),痰(湿)、瘀血既是病理产物,亦是致病因素并贯穿疾病发展始终。脏腑病位以心为主,与脾密切相关。女性、年龄(≤60岁)、收缩压(<140 mmHg)可能是2型糖尿病合并冠心病中医证型的相关因素。

锰对小鼠睾丸中微量元素含量及某些生化指标的影响

给雄性小鼠亚急性染毒，腹腔注射硫酸锰３０、６０ｍｇ／ｋｇ。以观察锰对雄性小鼠生殖系统的影响。结果表明，锰可致早期精细胞微核率升高，精子数和活动精子率减少，畸形精予率增加。睾丸组织微量元素铜、锌、钙有所改变，乳酸脱氢酶（ＬＤＨ）、碱性磷酸酶（ＡＬＰ）和胆固醇（ＣＨＯ）含量减少。血清睾酮含量减少，黄体生成素（ＬＨ）含量增高。结果提示，锰可对雄性小鼠产生毒性作用。

前牵引矫治方向顺时针变化反作用力有限元分析

目的建立颅颌面三维有限元模型,分析前牵引角度顺时针增大时其反作用力在颞下颌关节(TMJ)和颌骨的应力及位移变化,为正畸临床更好地治疗骨性Ⅲ类错,避免对TMJ和颌骨的损伤提供实验依据。方法本研究于2010—2012年在山东大学机械工程学院机械制造及其自动化实验室完成。选择1名健康青年男性志愿者作为研究对象,建立完整的包含TMJ的颅颌面三维有限元模型,模拟前牵引矫治器反作用力,直接在颏部施以一定大小的力并顺时改变施力的方向,测定TMJ和颌骨应力及位移的变化情况。结果 (1)应力方面:从不同角度加载节点力之后产生最大应力点出现在加载部位颏部,关节窝、髁突头颈部等部位应力也比较集中;从不同角度施加相同载荷时,上下颌骨均产生接触应力,40°时最小。(2)位移方面:以一定力值不同角度施加节点力后,该模型产生微小的位移变化,位移最大部位产生在加载部位;下颌发生了顺时针旋转。结论 (1)前牵引矫治器在牵引上颌向前的同时,确实对TMJ及颌骨产生反作用力,临床上在保证上颌牵引效果的同时,要考虑将其不利的反作用力降到最低;(2)传统加力方式中的角度(37°)似乎并不是最佳的选择,从作用力与反作用力两方面考虑40°要优于37°。