变泊松比蜂窝夹芯结构的吸波性能优化设计

采用泊松比分类六边形蜂窝构型,基于均匀化理论建立蜂窝单胞参数化有限元模型,开展了变泊松比蜂窝夹芯结构的吸波性能分析与给定反射率目标的蜂窝构型优化。计算结果表明:2~18 GHz电磁波垂直入射工况下,减小蜂窝边长和增大蜂窝高度均能有效提高结构吸波性能,使泊松比趋于零的蜂窝角度变化可提高吸波性能,存在与蜂窝几何参数匹配的最佳涂层厚度,能够获得最优吸波性能;与正泊松比常规六边形蜂窝、零泊松比半内凹六边形蜂窝和负泊松比内凹六边形蜂窝的初始方案相比,反射率为-10 dB时,三种优化蜂窝吸收带宽分别增大了56.8%、35.2%、52.5%,而反射率为-20 dB时,三种优化蜂窝吸收带宽分别从零增大为4 GHz、2.3 GHz、0.5 GHz;三种泊松比蜂窝中,正泊松比蜂窝的优化适应潜力最好。研究结果为多功能蜂窝吸波结构的蜂窝构型设计提供了参考。

高速公路对绿色经济效率的影响分析--基于产业结构优化视角

当前中国高速公路建设布局日趋完善,探究如何发挥其对地区产业结构优化的有力支持,进而助力绿色经济发展转型具有重要意义。论文基于2006—2019年中原城市群27个城市的面板数据,运用超效率SBM模型测算其绿色经济效率,从产业结构优化的视角实证分析了高速公路对绿色经济效率的影响,并以产业结构优化为中介与门槛变量,进一步探讨产业结构优化对于高速公路影响绿色经济效率的门槛效应。研究结果表明:中原城市群高速公路与绿色经济效率间呈现先抑制后促进的“U”型关系;产业结构优化在高速公路和绿色经济效率间发挥部分中介作用;产业结构优化存在单一门槛效应,随着产业结构优化水平的提升,高速公路对绿色经济效率由抑制作用转为促进作用。

基于改进多目标粒子群算法的码头结构传感器优化布置

为解决码头结构健康监测领域的传感器优化布置问题,提出了一种基于改进多目标粒子群(IMOPSO)的传感器优化布置算法。针对传统方法寻优效率低、优化目标单一,难以同时满足模态识别、损伤识别等复杂的健康监测需求的问题,构建了以损伤敏感性和冗余性、损伤识别不适定性以及模态线性独立性的多目标优化函数;改进多目标粒子群算法获取Pareto解集,利用TOPSIS熵权法确定最优传感器布置方案。在某高桩码头试验表明:与有效独立法和有效独立-模态动能法相比,IMOPSO得到的布设方案测点分布更均匀,在灵敏度矩阵条件数、MAC最大非对角元、损伤冗余性指标分别优化了45%、90%、5%以上;多种工况下的损伤位置和程度识别准确率在不同噪声下平均提高5%和7%以上。

基于FR4的电磁式扫描光栅微镜结构优化设计

扫描光栅微镜的转动结构通常设计成扭振系统,通过扭转梁实现微镜转动时的结构抗扭。将扭转梁设计成折叠形式,可以减小扭转梁的抗扭刚度,但扭转振型仍有可能未成为系统的一阶主振型。因此,通过提高系统镜板的转动惯量和设置刚度调节棒,改进系统的振型模态分布。最后,对优化后结构进行了理论计算和基于ANSYS的有限元软件仿真,结果均表明优化后结构能有效改善微镜的扭转谐振特征。

设备列车自移与起重机构的结构设计与优化

为了有效地提高煤矿的生产效率,减少工人的劳动强度,免去设备列车拉移过程的轨道安装和拆卸工序,确保井下辅助运输安全,实施综采工作面的自动化、高效开采,设备列车安全高效运行,文章使用自顶向下、逐步求精的程序设计方法,结合现有的大型设备提升机构,采用新的结构整体布置形式,设计了一种设备与轨道在大坡度巷道中的大步距交替自动前移,且能自主调偏的设备列车自移机构,以及一种能够随综采工作面的前移而前进的设备列车起重机构;并且对设备列车的平板车架与起重机构的支撑立柱进行拓扑优化设计,优化后平板车架与支撑立柱的质量分别降低了11.17%和12.84%,达到了机构轻量化设计要求。

基于CFD的风暖浴霸多翼离心风机蜗壳结构优化

以某型号的风暖浴霸内部的多翼离心风机整体结构为研究对象,利用Fluent对原型风机进行了模拟分析和结构优化,结果显示模拟结果与实测误差在5%以内,验证了采用CFD数值模拟方法优化多翼离心风机的可靠性。在上述研究基础上,设计了不同蜗壳宽度与轴向尺寸的模拟优化和实验测试方案,根据数值模拟结果分析了各方案的风机内部流动和气动性能,确定了最优蜗壳宽度为84 mm和最优尺寸组合为顶部间隙3 mm、底部间隙11 mm。数值模拟结果表明优化后的风机内部流场的速度明显提升。测试结果显示优化后的风机在设计工况下出口风量提升5.88%、全压效率提升7.91%,综合性能有所提升,为同类浴霸的结构优化和性能评价提供了明确的方法。

基于振动分离特性的荔枝振动器结构优化

为了研究荔枝振动分离特性,以此为基础优化振动器结构,利用往复振动采收装置在不同振动参数下对荔枝进行振动分离试验,并采用MatLab软件分析高速相机拍摄的荔枝运动视频,获得荔枝运动参数(轨迹、速度、加速度等)。为了确定振动机构的最优工作参数,利用Design-Expert软件处理试验数据并得到回归模型,再通过响应曲面分析振动频率、振幅和振动距离对荔枝分离特性(分离时间、碰撞次数和惯性力)的影响,对回归模型进行优化,结果表明:当振动频率为9.7 Hz、振幅为80 mm、振动距离为29.4 mm时,既能保证较短的分离时间又能减轻荔枝果实所受的机械损伤。为了基于最优工作参数对振动器进行结构优化,以采收效率高和损伤小为目标,以尺寸约束、角度约束和强度约束为约束条件,建立多目标优化模型。优化后的振动器为对心曲柄滑块机构,曲柄长度为56 mm,连杆为127 mm,角速度为62 rad/s。经验证,优化后的振动器可以提高采收效率,减少果实所受损伤,为荔枝振动采收器的设计提供依据。

箱型结构加强筋分布及支撑位置的协同优化设计

箱型结构内部加强筋布局及支撑位置对结构性能有重要影响。提出一种箱型结构加强筋分布及支撑位置协同优化设计方法,引入独立的支撑单元和加强筋基结构,建立箱型结构加强筋和支撑位置协同优化数学模型。通过自适应成长法对箱型结构进行加强筋优化设计,基于双向渐近结构优化方法对支撑位置进行优化,得到最优的加强筋分布和支撑位置。结果表明,相比于已知支撑位置的加强筋优化设计,协同优化得到的支撑位置和加强筋分布具有更优的力学性能。

轴类过盈配合结构抗微动疲劳优化机理分析

基于比例车轴疲劳试验,分析微动疲劳强度随直径比和过渡圆弧半径的变化趋势,发现微动疲劳强度随直径比的增大而增大,随过渡圆弧半径的增大而减小。但车轴设计标准中校核微动疲劳强度的名义应力不随结构的变化而变化,因此需找到真正衡量车轴微动疲劳强度的力学参量,阐明结构变化对微动疲劳强度的影响机理。采用临界距离法结合MWCM、Dang Van多轴疲劳准则,用相应的等效应力评估微动疲劳强度随直径比和过渡圆弧半径的变化趋势。结果表明:用等效应力评估的微动疲劳强度与实测微动疲劳强度随比例车轴结构的变化趋势一致。将等效应力评估方法应用于实际轮轴,发现预测的强度随结构的变化趋势和比例车轴一致。可以推定,临界距离法结合MWCM、Dang Van多轴疲劳准则的等效应力强度评估方法可以反映铁路车轴真实微动疲劳强度随结构的变化,阐明直径比和过渡圆弧尺寸的变化对车轴真实微动疲劳强度的影响机理,为铁路车轴抗微动疲劳结构优化提供理论支撑。

间断斜置腹板浮筏结构性能优化

浮筏系统已经成为舰船广泛使用的隔振手段,本文在传统浮筏结构基础上提出一种新结构,利用Isight集成有限元软件搭建优化平台对浮筏系统隔振性能进行优化,将声学黑洞和声子晶体引入浮筏系统来进一步提升其隔振性能。研究表明,新型浮筏结构拥有较优良的隔振性能,声学黑洞在高频段而声子晶体在设计带隙范围具有显著减振效果。附加声学黑洞结构的浮筏系统可减重9.4%,且使浮筏系统部分频段隔振性能提升2 dB;局域共振声子晶体引入浮筏系统可使其隔振性能提升3 dB左右,本文研究成果可为浮筏系统设计提供技术支持。

变序结构集优化问题的适定性

本文研究具有变序结构集优化问题的适定性.基于广义变下序关系(variable generalized lower less relation),给出了集优化问题的三种适定性概念.引进了近似解映射,讨论了该映射的性质.给出了具有变序结构集优化问题的三种适定性的充分条件.举例说明了文中的主要结果.

基于ANN-GA协同寻优的大跨度双曲桁架拱钢闸门结构优化设计

针对大跨度双曲桁架拱钢闸门结构的优化设计,采用拉丁超立方随机抽样方法建立试验抽样点,通过对抽样点的训练建立人工神经网络(ANN)预测模型;同时协同遗传算法(GA)的全局搜索能力,基于ANN模型构造相应的适应度函数,提出了一种ANN-GA协同优化的结构优化模型,并对某拟建60 m大跨度双曲桁架拱钢闸门关键构件进行结构优化设计。结果表明,ANN模型可有效应用于结构尺寸与闸门总质量及最大折算应力的非线性建模,训练后的ANN-GA模型可根据结构尺寸准确预测该结构尺寸下所对应的闸门总质量及最大应力值;通过建立基于ANN模型构建的适应度函数,GA可实现在ANN模型预测的基础上快速全局寻优并快速收敛,基于ANN-GA的协同优化方法对于闸门结构尺寸优化切实有效。研究成果可为闸门结构优化设计提供参考。

数字经济对产业结构优化的影响及作用机制——以西部地区为例

党的十八大以来,我国对数字经济与实体产业融合发展高度重视,数字经济已深刻渗透到经济社会的各个方面,尤其是对我国产业结构变革和促进新业态发展等都产生了积极影响。通过对西部地区11个省份2013-2022年面板数据采用双向固定效应模型,实证检验数字经济对产业结构优化的影响及作用机制后发现:第一,数字经济对西部地区产业结构优化有显著的正向影响。第二,随着数字经济发展水平的不断提高,数字经济对西部地区产业结构优化的促进作用呈现出显著的边际效应递减趋势。第三,数字经济通过促进消费结构升级进一步推动西部地区产业结构优化。第四,政府干预在西部地区数字经济与产业结构优化二者关系中发挥正向调节作用。基于此,要完善我国西部地区产业结构,一是加强数字经济基础设施建设,实现数字经济对传统产业升级的赋能;二是因地制宜制定区域发展政策,在经济发达地区,要持续提高企业智能制造水平,在经济欠发达地区,应以提供产业智能化发展基础保障为主;三是拓展消费领域数字技术的应用广度,释放产业增长潜力并推动产业结构优化;四是要规范政府干预行为,为数字经济发展创造宽松的政策环境。

基于变密度法的SLM增材制造无人机承载接头结构拓扑优化设计

针对某大型无人机机身轻量化需求,以选区激光熔化(Selective laser melting, SLM)制造的承载接头结构为研究对象建立有限元模型,基于ANSYS Workbench计算接头结构在不同极限工况下的强度、刚度性能,并根据材料最大许用应力准则进行校核.采用拓扑优化变密度法,以应力最小化为目标、保留质量40%为响应约束,对接头结构进行拓扑优化,根据优化结果设计两种重构方案并进行静力学验证.结果表明,两种模型重构方案分别减重了13.8%和13.3%,在轻量化程度相近的情况下,方案Ⅱ明显具有更小的应力分布以及变形程度,即最优重构方案成功实现轻量化设计,与原结构件相比质量减轻13.3%,且相较于其他方案承载能力最强,满足静态结构设计要求.为大型无人机承载接头结构实现低成本、轻量化的结构设计探索了新的途径.

广东高职院校体育专业结构优化的价值要义、现实审视与实践路径

广东体育产业总体发展水平位居全国前列,优化广东高职院校体育专业结构,可为加快推进体育强国建设提供人才支撑;服务新发展格局,助力经济社会发展;推动体育高职教育高质量发展。本研究对广东高职院校体育专业结构进行分析,认为存在专业教学标准待完善,区域教育资源布局不协调,专业培养目标不明确、专业界限模糊,部分专业设置与市场需求存在错位等问题;提出通过政府整体调控、引领专业优化升级,院校主动适应、动态调整专业设置,结合区域优势、推动专业特色布局,深化产教融合,促进专业可持续发展等应对措施。

低转苷活性糖化酶GluM3的淀粉糖化工艺优化及淀粉颗粒的结构表征

本文旨在优化糖化酶GluM3的玉米淀粉糖化工艺,探究其对淀粉颗粒结构的影响,进一步推动糖化酶GluM3在淀粉制糖工业的应用。首先通过单因素实验和响应面试验确定低转苷活性糖化酶GluM3的最佳糖化工艺,采用电子扫描电镜、X-射线衍射法和红外光谱等方法对淀粉颗粒进行结构表征。结果表明,最佳糖化工艺条件为液化液的葡萄糖当量(DE)值16%,温度66℃,pH3.7,时间3 h,糖化酶添加量450 U/g和普鲁兰酶添加量1.25 U/g,优化后获得玉米淀粉糖化液的葡萄糖含量(DX)达到92.68%。糖化反应后玉米淀粉从光滑完整颗粒变成残破的碎屑状态;在糖化过程中淀粉内部的晶体结构遭到了一定程度的破坏;糖化反应后玉米淀粉短程有序化程度降低;玉米淀粉经淀粉酶液化反应后生成多种麦芽低聚糖,而经糖化酶GluM3糖化反应后麦芽低聚糖进一步转化成葡萄糖,其占比高达99.34%。本文确定了低转糖苷活性GluM3对玉米淀粉的最佳糖化工艺,并研究了糖化反应过程中淀粉微观结构和物理特性的变化规律,为糖化酶GluM3的后续工业应用提供理论依据和应用基础。

“盲区削减”与“功能结构协调”双目标导向下的生态网络协同优化——以武汉市为例

构建和优化生态网络对解决当前生态问题、保障区域生态安全、实现可持续发展具有重要意义。然而,当前生态网络优化研究鲜有多目标优化研究,更是忽视了多个优化目标间协同优化的作用,缺乏系统的优化框架。因此,提出一种“生态盲区削减⁃网络功能结构协调”的双目标协同优化框架,并以武汉市为例开展实证研究。运用最小累积阻力模型构建初始生态网络,并开展生态盲区指导下的生态网络优化;然后,基于协调性分析,针对功能结构异配节点,提出针对性的优化措施;采用鲁棒性和结构指数对优化前后生态网络进行评价。结果表明:(1)武汉市初始生态网络含生态源地17个,生态廊道47条,空间分布呈不均衡性;(2)经调整型生态源地、新增型生态源地、补充生态廊道和非源地斑块优化后,生态盲区占比从31.77%降至15.37%;(3)新增17条廊道,实施三级差异化生态建设后,实现了生态网络协调性;(4)优化后的生态网络结构指数α、β、γ分别提高69.16%、56.16%和47.12%,鲁棒性也更强。研究得出,该双目标协同优化模型不仅能够实现各自的优化目标,还能增强生态网络的稳定性。该模型将为生态网络优化研究提供新视角和系统框架,案例结果将为武汉市削减生态盲区、建设功能与结构协调的生态网络提供理论和方法指导。

工况及结构优化对焚烧炉尾气处理能力的探究

建立了焚烧炉燃烧器喷嘴和炉膛燃烧室的三维造型,并利用ANSYS Meshing进行网格划分,最后利用Fluent软件进行数值计算。数值结果揭示了燃料燃烧器在燃烧过程中的火焰传播规律、各种产物的生成规律等特性,得到了炉膛内温度场、速度场、组分浓度场等分布规律。根据数值模拟的结果可以看出,燃料燃烧的高温区主要集中在燃烧器喷嘴出口处与炉膛前半部分区域,燃烧过程中各组分的分布与温度分布状况相符合。通过对尾气焚烧炉出口截面的监测表明各可燃气体在焚烧炉中完全燃烧,焚烧炉在工作过程中可以实现对尾气的充分焚烧。同时对于焚烧炉的多种可能工况进行了数值模拟,结果表明该尾气焚烧炉的工作参数仍然存在改进优化的空间,可以通过适当减少燃料气流量或适当提高尾气流量来提高效率。模拟结果还指出,当通入燃气量较多,炉膛前部的燃烧过于剧烈时,应当加大通入的氧气量以保证可燃气体的完全焚烧。通过分析燃烧过程,深入理解燃烧机理并提供数据验证和改进现有模型,为焚烧炉燃烧理论的研究提供方法。

摩托车发动机冷却水套流场分析及水套结构优化

对摩托车单缸发动机、双缸发动机及四缸发动机冷却水套内冷却液循环流动过程进行了分析,研究了水套内冷却液流速及水套壁面换热系数分布,基于冷却液循环流动路径分析进行了冷却水套结构优化。结果表明:单缸发动机排气侧及鼻梁区冷却液流速较低,鼻梁区存在零流速区域;双缸发动机两缸冷却液流速分布不均匀,两缸间衔接处中间区域冷却液流速较低;四缸发动机各缸也存在冷却液流速不均匀的问题。通过冷却液循环流动路径分析明确了各缸垫上水孔冷却液的流动方向及其作用,结合高温区域需重点冷却的设计准则对3种类型发动机冷却水套的缸垫上水孔布局、水套局部流通面积进行了优化,优化后3种类型发动机冷却水套排气侧及鼻梁区等高温区域的冷却液流速都达到流速不低于1.5 m/s的要求,各缸冷却液流速差异减小。经发动机热平衡验证,3种类型发动机冷却水套结构优化都可有效降低缸头火花塞垫片温度及减小各缸火花塞垫片温度的差异,验证了水套结构优化方案的有效性。

“人工智能+物流”:技术张力与结构性优化

大模型时代,传统物流行业正在通过数字化转型及人工智能技术融合实现产业迭代,构建“人工智能+物流”的新型行业生态。智能程度与泛化能力日益提升的人工智能模型能够统筹云计算、大数据、物联网等多方技术资源,进一步推动物流行业与制造业、零售业、互联网商业等多维产业的深度融合与智能化升级。然而,“人工智能+物流”这一模式在网络空间与物理空间的落实与扩张也正在面临升级成本不低廉、平台构建不完善、数据保护不充分、政策配套不全面等现实障碍。为实现“人工智能+物流”的推广应用与高质量发展,应当完善定价机制、深化产业融合、突破技术困境、着眼数据安全,以可持续产业政策继续推动物流行业的智能化演进。