系统弹性对载流摩擦副无电条件下摩擦磨损性能的影响

电连接器被广泛应用于电力电子、自动控制、航空航天、军事装备等领域。针对系统特性对电连接器的弹性接触对性能影响不明的问题,在微-滑动载流摩擦试验机上,采用往复丝-板摩擦副,研究冷插拔条件下系统弹性对接触对摩擦磨损性能的影响。结果表明:当丝径分别为0.4 mm、0.6 mm、1 mm时,随着系统弹性的增大,试样的平均摩擦系数先增大后减小,在跨距30 mm时存在最大值,分别为0.940 1、0.858 1、0.763 0,板试样磨损量、丝试样磨损量以及总磨损量均呈增大趋势,且存在合理的丝径使得磨损量最小;无电条件下丝-板往复滑动摩擦磨损的主要形式有粘着-犁沟和塑性变形。往复滑动过程中磨损表面存在氧化现象,在粘着力的作用下,摩擦副间的材料发生转移,大量磨屑在磨痕头部发生堆积,使得丝试样往复行程越来越短,且系统弹性的增大使磨损的不均匀性增强,丝试样跃动现象加剧,板试样上磨痕的宽度显著增加。

云贵高原生态系统弹性力评价分析

利用云贵高原2000年、2010年和2018年的遥感影像及气象数据,并结合生态系统弹性力计算方法,对云贵高原生态系统弹性力进行计算,分析了云贵高原25个市生态系统弹性力的时空分布特征,同时对其变化的主要影响因素进行探究。结果表明:云贵高原生态系统弹性力在研究期内呈现逐年增加趋势;在空间上,云贵高原生态系统弹性力分布为西南高、西北低、中部局部较低,东部较高。将生态系统弹性力分为4个等级,其中较弱和中等等级面积占比呈减少趋势,较强和很强等级面积占比逐年增加。驱动因子分析表明,降雨和气温是影响生态系统弹性力空间分布变化的主要因素。研究结果可对云贵高原生态系统保护提供一定的科学依据。

宁夏生态系统弹性力变化及其驱动因素分析

生态弹性力是评判生态系统自身调节及抵御外界冲击的能力指标,其对宁夏区域生态保护效益的评定具有重要意义。分析了2000~2020年宁夏生态系统弹性力能力、限度及其数值大小,结合地理探测器,探寻了其主要影响因素;运用主成分分析法加权综合影响因子,对生态弹性力进行特征分区,总结了宁夏生态现状,为规划提供参考。结果表明:①宁夏生态弹性力强度上下限均值介于13.16~326.91;生态弹性限度整体处于增长势态,限度数值随纬度的降低而减小,吴忠市(9.88%)增幅最大;②宁夏生态弹性力在时间上整体向好,空间上南北高,中间低;植被、地形、气象、土壤与社会因子对其现状影响强度高低为:GPP(0.6297)>DEM(0.3810)>TEM(0.3338)>PRE(0.2441)>TSE(0.2235)>K(0.2153)>PGDP(0.1941)>SSE(0.1530);③生态弹性力分区中,低低生态修复区综合因子与生态弹性力皆为负,外界波动不频繁,但生态系统持续低迷,应保护优先,增进治理。低高城市聚集区综合影响因子低,生态弹性力高,地区人口多密,应关注土地节约与高效利用。高低生态经济耦合区综合影响因子大,生态弹性力很低,生态经济提质增效是长期的建设主题。高高生态稳定区综合因子与生态弹性力最强,需加强管理促进地区可持续发展。

内燃动力总成双层隔振系统弹性模态匹配方法

为了评价机组和构架弹性振动模态间的耦合程度并指导其弹性模态匹配设计,提出了基于广义弹性力做功的柔性结构能量解耦法。首先,基于某内燃动车动力总成双层隔振系统,建立多自由度动力学模型来描述考虑弹性模态后的双层隔振系统动力学特征;其次,利用柔性能量解耦法量化机组和构架弹性模态间的振动耦合程度,获得不同弹性频率下的耦合频带宽度曲线。研究表明:弹性模态间耦合的本质是振型间的反相振动能够减小模态等效质量,同相振动增加模态等效质量,从而改变系统固有特性;基于弹性振动耦合频带曲线图,根据隔振系统设计需求,确定机组和构架弹性模态频率间避免耦合的频带宽度,完成机组和构架的弹性模态匹配。通过振动性能测试,验证了该方法能够有效控制机组和构架间弹性振动耦合,且隔振性能良好。该方法能够为同类问题提供理论支持,并为同类机型的弹性模态匹配提供参考。

湖泊生态系统弹性系数理论及其应用

在湖泊生态系统健康评价的基础上,分析城市湖泊营养状态的特殊性,论证得出响应型和非响应型湖泊的生态系统健康指数(EHI)与营养状态指数(TSI)近似呈二次函数关系。提出湖泊生态系统弹性系数,对生态系统健康指数(EHI)做出适当改进。改进后的生态系统健康指数(EHI′)能够更好地反映各类型湖泊的健康状态,完善了Xu等的EHI理论并扩展了其应用范围,是目前最为接近Costanza对HI定义的可量化计算的数学公式和方法,并成功用于厦门杏林湾生态系统健康评价。

基于二阶信息的复杂系统弹性度量研究

基于节点最近邻信息,复杂系统弹性预测模型通过将多维方程映射为一维方程,度量复杂系统弹性。然而该模型并未引入节点二阶邻居的信息。基于复杂系统弹性预测模型,通过在映射过程引入节点二阶邻居信息,该文提出了一种考虑节点二阶邻居信息的复杂系统弹性预测模型,并在Barabási-Albert(BA)无标度网络、Watts–Strogatz(WS)小世界网络上验证了新模型的有效性,进而讨论了不同网络拓扑结构对新模型效果的影响。实验结果表明,在平均度不同的BA无标度网络和WS小世界网络中,基于节点二阶邻居信息的复杂系统弹性预测模型均可更准确地预测系统弹性。其中,网络平均度为2的BA无标度网络和WS小世界网络的系统弹性测量精度分别提高了79.89%和59.53%。且在同类网络中,网络平均度越小,基于节点二阶邻居信息的模型越适用。同时,针对同类型平均度相同的网络,改进后模型在BA无标度网络上的效果优于WS小世界网络。该文的研究为有效度量复杂系统弹性状态和设计弹性系统提供了科学的研究手段和理论支持。

咸潮情景影响下城市供水系统弹性能力评估研究

基于系统弹性概念和DO-E2S2系统分析框架,建立了反映系统吸收能力、适应能力和恢复能力三个维度的城市供水系统弹性能力评估指标体系,利用GIS技术对咸潮情景下上海市某供水区域的系统弹性能力展开可视化评估,运用K-means聚类算法解决了不同权重下的多指标评估及其评估结果在GIS中的多图层叠加可视化难题,给出了基于系统质量持续改进下的系统弹性能力评估结果和预警区域,为供水系统质量持续改进的防灾减灾系统再设计提供决策支持。

突发事件下城市供水系统需求的综合评价研究——基于系统弹性的分析视角

为实现突发事件应急恢复的系统弹性,有效度量和评价城市供水系统的需求重要度,提出了考虑加权距离信息的初始直接需求度量模型,给出了一个基于改进DANP模型和熵权法的考虑主客观权重的应急决策系统需求重要度综合评价方法,并针对咸潮情景下供水系统需求重要度评价指标体系展开实证研究。研究结果表明,改进的DANP模型能够克服以往研究的问题和不足,反映了城市供水系统初始应急需求与总需求的客观化建模过程,而且在影响关系判别过程中充分考虑了系统元素集的自我影响关系和影响性质,保证了评价决策的排序方案更符合实际,为城市供水系统应急恢复的需求重要度评价决策提供新思路。

战时港口系统弹性保障研究

港口系统的弹性是其在战时遭受武器打击与破坏后能迅速恢复到正常功能的能力。研究分析了港口系统弹性的适应性、扩展性、冗余性等三个本质属性及其影响因素,并提出了保障战时弹性水平的若干对策,如在港口建设中贯彻国防要求、加强战时保障物资储备、选择临时装载点和备用港等,对于提高港口战时整体安全与保障水平具有重要意义。

晋北大型露天矿区生态系统弹性研究

为定量评估矿区生态系统弹性,从系统内在能力的角度揭示矿区在面临扰动时的状态保持与演变过程,本研究利用七期Landsat TM影像解译后的土地利用数据,结合遥感(RS)与地理信息系统(GIS)技术计算的植被覆盖度,运用生态弹性度计算模型,从土地利用显性形态变化的角度分析了1990—2018年整个平朔矿区以及三大矿山生态弹性度的动态变化。结果表明:1990—2018年整个平朔矿区的弹性值介于5~10之间,最大值为9.83,最小值为5.53;1996—2000年弹性值下降明显,2000—2014年弹性值不断上升但速度逐渐变缓,2014—2018年转为下降,但弹性值依然处于9~10之间,生态环境有所改善。矿山区域的生态弹性度差异明显,安太堡矿的弹性值一直处于较低水平,最大值仅为4.05;安家岭矿的弹性值呈现先上升后下降的趋势,弹性值峰值为5.26,最小值为3.57;东露天矿的弹性值呈下降趋势,但一直维持在5~6之间。矿山开采导致矿山区域的生态弹性度处于较低水平,2009年后矿山生态弹性度持续下降,平朔矿区的生态弹性度整体受到负向驱动,生态弹性动态度不断减小。研究表明,矿区生态弹性度的变化受土地利用类型与植被覆盖度影响较大,矿山生态弹性度的变化会通过尺度效应传递到整个矿区。

环境生态恢复的司法裁量—社会-生态系统弹性理论视角

当今如何通过法律途径管理和重建受损生态系统的功能、过程、结构以及价值成为法学实务界和理论界的研究热点。虽然我国环境生态恢复司法实践已经有了突破性的进展,判案仍旧反映出评价标准和技术手段的缺失、目标不明确、标准缺乏、可操作性和实效性差等问题。本研究在社会-生态系统弹性理论的视角下,探索了环境生态恢复的裁量标准、环境生态恢复目标、以及环境生态恢复的实现路径等司法考虑因素。

工程弹性系统与系统弹性理论研究综述

工程弹性系统(engineered resilient system,ERS)是美国国防部(department of defense,DOD)应对越来越不确定的任务和环境而提出的未来国防系统发展战略,对复杂系统的工程实践与系统弹性理论都带来新的挑战。首先,对ERS提出的背景和相关概念进行介绍,重点对美国国防领域对ERS的一些观点进行分析,包括ERS的关键属性、弹性工程与现役系统关系、ERS设计中考虑的因素和ERS与系统工程的关系等,并对美国DOD优先立项的ERS项目研究进展进行了的研究。其次,对弹性相关的学术研究进行了述评,包括不同领域中弹性的概念、系统弹性不同的评价方法以及系统弹性设计方法,以便于对ERS的发展有一个较为全面的了解和借鉴。最后,在ERS发展研究基础上,从理论和应用角度对ERS和系统弹性理论面临的挑战进行了讨论。

系统弹性——装备体系保障效能评估新指标

本文回顾总结了传统的保障效能评价指标体系,并将其划分为通用型和专用型两类。由于传统的评价指标难以适应复杂装备体系的性能降级和平滑恢复过程,本文提出采用系统弹性这一新型指标评价装备体系的保障效能。

弹性打纬系统弹性节机构的参数优化

本文以织机打纬力为恒值作为优化目标，对设计出的弹性打纬系统中弹性节机构参数进行了优化，得到了机构尺寸和弹簧特征参数的优化结果．

疫情之下关于社会-生态系统弹性的哲学思考

当前人类因新冠疫情的暴发面临着全球危机,文章结合系统弹性理论探究社会—生态系统如何运用弹性思维应对灾害。弹性的核心牵涉到系统复杂性与风险问题,弹性是保障社会—生态系统可持续性的关键。弹性思维则提供了一种理解周围世界和管理自然资源的不同方式,管理者应运用弹性思维理念认识和理解我们赖以存在的社会—生态系统。人类基于系统主义规范伦理并运用弹性思维,可增强人类社会应对灾害的弹性能力,而选择全球协同合作抗疫,最终才能真正控制住新冠疫情造成的全球灾难。

计及统一潮流控制器的电力系统双层协调弹性调度

极端天气造成的故障会引发潮流转移,触发连锁故障,从而增加了大规模停电事故发生的概率。高比例电力电子设备接入电网的趋势增加了电网调度的灵活性。因此,提出计及统一潮流控制器的电力系统双层协调弹性调度策略。采用随机场景生成的方法模拟极端天气事件;通过潮流熵定量描述极端天气下潮流分布的不均衡性,以表征发生连锁故障的风险;将弹性调度代价最低和潮流熵最低分别作为上下层模型的目标函数,同时基于统一潮流控制器的调节潮流特性,构建双层弹性调度模型;基于KKT条件和对偶原则,将原双层调度模型转化为单层混合整数线性优化模型进行求解,并通过装有统一潮流控制器的IEEE 39和IEEE118节点系统进行算例仿真,验证了所提模型在降低大规模停电事故概率和提升系统弹性方面的有效性。

台风场景下基于多种分布式资源协同的弹性配电网两阶段供电恢复策略

近年来频发的自然灾害极大威胁配电网安全运行,统筹考虑不同分布式资源特点,发挥分布式资源互补互济优势,有助于解决灾后配电网部分线路损坏、电力供应不足问题,实现电网灾后快速恢复。在电网中分布式资源种类不断丰富的背景下,本文提出一种台风场景下基于多种分布式资源协同的弹性配电网灾前及灾后两阶段供电恢复策略。首先,考虑配电网和交通网耦合的影响,灾前阶段在考虑电动汽车调度的同时,以加权失电量期望最小为目标建立移动储能和抢修队应急仓库选址模型;其次,根据以上3种分布式资源以及柔性负荷的灾后响应特征,将灾后阶段分为紧急功率支撑和负荷快速恢复两个过程,搭建了配电网灾后多时段恢复优化模型;然后,通过深入研究多种分布式资源的优缺点,设计了配电网两阶段供电恢复框架;最后,设计了多组算例,验证了所提方法的有效性和可行性。

分数阶黏弹性振子系统响应的代理模型分析

黏弹性缓冲系统由于其具有较高的振动耗散能力,已被广泛应用于车辆阻尼减振。针对分数阶模型描述黏弹性缓冲系统力学特性时存在的复杂度高、难以直接进行参数优化等问题,引入代理模型减少优化时的计算复杂度。首先,通过分数阶建模给出一种用于阻尼减振的分数阶黏弹性缓冲系统;其次,依据分数阶导数算子定义间的关系推导出分数阶微分算子的一种差分格式,用于求解该系统的数值响应,并对系统参数灵敏度进行分析;最后,选用灵敏度较高的系统参数作为优化变量,选用Kriging模型和二次响应面模型对系统的响应函数进行代理。结果表明:相对于Kriging模型,二次响应面代理模型能够在较少样本点时达到较高的精度。研究成果可为分数阶黏弹性振子系统响应分析及工程设计提供理论参考。

基于最优系统弹性的城市道路快速化改造施工时序研究

为科学合理地制订城市道路快速化改造施工时序方案,减小施工改造过程中对周边路网交通出行所造成的影响,研究了基于最优系统弹性的城市道路快速化改造施工时序问题。以路网吸引力作为路网性能的评价指标,构建了路网弹性评价模型,并构建了基于系统弹性最优的城市道路快速化改造施工时序方案决策双层规划模型。上层模型以路网系统弹性最大为优化目标,用于制订城市道路快速化改造施工时序方案,下层模型为固定需求下的系统均衡分配模型,用于模拟给定快速化改造施工时序方案下的路网交通流演变,并将路段交通信息反馈给上层模型。设计了基于Frank_Wolfe的人工蚁群算法对模型进行求解,利用Nguyen&Dupuis网络对模型和算法进行了验证,并对出行时间忍耐系数进行了敏感性分析。结果表明:基于系统弹性的双层规划模型可以有效调整道路快速化改造施工时序方案,使得道路施工改造对路网性能所造成的破坏达到最小,相对于传统的施工时序决策方法,基于系统弹性最优的施工时序决策优化模型能够提高路网的系统弹性,减少19.7%的路网性能损失;随着出行时间忍耐系数的逐渐增大,道路快速化改造过程中路网性能下降逐渐变小,路网系统弹性逐渐变大。

Maxwell分数阶黏弹性缓冲系统代理模型可视化研究

工程车辆由于工况的特殊性,在作业时会产生剧烈的振动和噪声,黏弹性缓冲材料因具有高效的减振缓冲能力被广泛应用于车辆的减振控制中。以Maxwell分数阶黏弹性振子作为研究对象,运用分数代数及本构理论,构建基于Maxwell分数阶的黏弹性缓冲系统模型,并依据分数阶黏弹性模型间的参数关系,基于Kriging模型对复杂的分数阶模型进行代理。同时将分数阶代理模型与Matlab GUI技术相融合,搭建分数阶Maxwell代理模型的可视化平台,获得Kriging代理模型结果及误差的可视化效果。结果表明:通过Kriging模型进行代理后均方根误差为0.1996,决定系数为0.9672,具有较好的拟合性能,可有效解决求解复杂分数阶黏弹性模型的难题,为工程应用提供便利。