多路换向阀换向耦合阀口节流结构拓扑设计

为解决多路换向阀换向过渡过程中分流特性所带来的阀口间节流结构耦合作用问题,提出多路换向阀换向耦合阀口节流结构拓扑设计方法。将耦合阀口节流槽结构分类为由U型槽、半圆槽、圆孔槽等结构组成的参数化组合构成,构建出多路换向阀工作口流量与其阀口节流槽结构变量间的函数模型;在验证多路换向阀三维流体解析与其动态特性台架实验结果的基础上,以设定的多路换向阀换向过渡过程工作口流量变化为评价目标,采用粒子群算法求解阀口节流槽结构拓扑设计问题,实现了耦合阀口节流结构响应与换向过渡过程节流特性的较好吻合。研究结果表明,该方法对满足多路换向阀换向过渡特性要求的耦合阀口节流结构拓扑设计具有实际意义。

面向多路阀结构拓扑设计的多工况综合性能评价

针对开环条件下液压多路阀结构拓扑需满足多种工况下性能复合的流固耦合设计难题,本研究提出了面向多路阀结构拓扑设计的多工况综合性能评价方法.以液压挖掘机多路阀回转联为对象,将阀芯换向过渡过程分为微动、比例调速以及全开口节流3个开启区段.设定其阀芯节流槽结构参数为变量,分别以3个开启区段的性能为评价目标,构建了面向多路阀结构拓扑设计的多工况综合性能评价的多目标优化设计模型.在验证多路阀流场仿真结果与其台架实验结果基本一致的基础上,对上述优化模型计算结果进行仿真.结果表明,优化所得结构拓扑形态对应的稳态综合性能得到明显改善,说明本方法对于此类复杂工况条件下多路阀结构拓扑设计问题具有参考价值.

以基本运动链为单元的并联机构拓扑结构设计

研究了以基本运动链（BKC）为单元的并联机构组成原理及其拓扑结构设计方法。首先,提出基于BKC的并联机构组成原理表达式;其次,基于BKC的组成原理及其耦合度k的计算公式,设计给出理论上满足k=0~3且基本回路v=1~5的53种BKC基本类型及其解析表达式;其中,最常用的6种BKC基本类型能解析表示出40种BKC拓扑结构,而这些BKC拓扑结构成为常用并联机构的基本组成单元;最后,提出一种直接以BKC为设计单元,同时满足方位特征集（POC）设计目标的并联机构拓扑结构设计的一般性实用方法,并以实例说明。该方法无需综合支链及其在动、静平台之间的拓扑布置,仅含3个步骤,操作简单,具有很好的实用性;与已有的主要型综合理论方法相比,操作简单、方便,具有很好的实用性和普适性。

双正交零中频接收机拓扑结构设计

本文在提出新的零中频接收机拓扑结构即双正交零中频的基础上，进一步研究了这种拓扑结构的镜像抑制性能。研究发现这种拓扑结构不仅受正交通道间相位误差的影响很小，而且在同样的增益失配下，双正交零中频结构的镜像抑制比较单正交零中频结构改善了约6dB。这进一步说明了这种拓扑结构在零中频接收方面的优势。

相似理论在盾构刀盘拓扑结构设计中的应用

在基于知识的盾构刀盘设计理论中,针对刀盘拓扑结构设计阶段所采用的基于实例推理设计,提出了用相似理论的基本原理对相似案例进行调整以获得新设计方案的方法。通过量纲分析,得到了刀盘拓扑结构设计的相似准则,并根据相似第二定律提出了连续时间点内刀盘掘进性能预测模型的建立方法,同时,应用第三定律推导出了相似判断条件和相似设计的实现方法。最后,通过实际施工案例,验证了所提方法的可行性和有效性。

包含两类变量的离散变量框架结构拓扑优化设计

将包含两类变量的桁架结构拓扑优化设计的概念及求解离散优化的相对差商法进一步推广到由梁单元组成的框架结构的拓扑优化 ,建立了包含两类变量的框架结构拓扑优化设计模型 ,构造了包含应力约束和位移约束的统一约束函数 ,发展了统一处理两类变量 ,求解包含两类变量的框架结构拓扑优化设计问题的算法 。

基于微遗传算法的压电智能板结构/控制一体化拓扑优化设计及拓扑图提取

研究同时考虑结构拓扑构型、作动器位置与数目和控制器加权参数的压电智能板结构的结构/控制一体化拓扑优化设计问题。提出采用基于耦合模态空间的二次型最优控制系统设计,与基于微遗传算法和小波分析降噪相结合的策略进行一体化拓扑优化设计的实现和拓扑图提取。数值算例的结果表明,所提新方法计算量小,效率高,能够得到清晰的结构拓扑和良好的可控性。

基于POC方程的三平移并联机构拓扑结构设计

基于方位特征集理论,研究了三平移并联机构拓扑结构设计的一般方法。基于串联机构POC方程及其运算规则,构造了末端构件包含三平移运动输出的各SOC支路,并根据拓扑等效原理扩展得到了满足设计要求的各HSOC支路;基于并联机构POC方程及其运算规则,确定了并联机构支路组合方案以及支路在并联机构上、下平台上的装配几何条件;分析了所得并联机构的拓扑结构特征,得到符合设计要求的三平移并联机构。

复杂建筑平面的结构拓扑智能设计方法研究

为实现复杂建筑平面的结构拓扑自动生成,提出了一种基于图生成模型的结构拓扑智能设计方法,能够辅助设计人员实现快速、高效的结构骨架生成。首先采用无向图数据结构描述结构平面图,将结构拓扑生成问题转化为无向图的邻接矩阵生成问题;然后收集了200套复杂建筑平面布置图和结构平面布置图,采用数字图像处理方法识别结构平面布置图并转化为对应的无向图数字表征;进而利用对抗生成网络架构进行邻接矩阵生成,使用多层感知机作为生成器,并使用图神经网络作为判别器以判断生成的邻接矩阵的真实性。数值试验结果表明,该结构拓扑智能设计方法较为合理,可提供良好的结构初步设计方案,为类似设计研究提供了参考与借鉴。

非对称性三平移并联平台拓扑结构设计

基于方位特征集理论,以单开链为支路单元,研究了少自由度并联平台拓扑结构综合及设计方法。以三平移并联平台为例,提出了少自由度并联平台拓扑结构综合的一般方法;选出了符合条件的单开链进行并联运算组合;得到了多种符合条件的拓扑结构新机构。设计人员可根据此方法得到支路结构和拓扑参数特征选择最优机型。

互逆规划理论及其用于建立结构拓扑优化的合理模型

在数学规划的领域里定义了互逆规划--各自目标函数与约束条件位置相互交换的一对规划.接着指出,尽管互逆规划与对偶规划在表面上似乎类似,但是二者存在5点不同:(1)是否为同一个问题的不同;(2)存在"对偶间隙"与否的不同;(3)设计变量数目的不同;(4)是否单目标与多目标问题的不同;(5)问题合理与否的不同.然后,基于互逆规划的定义,用以审视结构拓扑优化模型,给出如下结果:(1)从这个角度洞悉,在结构优化中,确实有不合理的模型一直被沿用着;(2)找到了修正不合理模型使之合理化的方法;(3)对于给定体积下的柔顺度最小化(MCVC)模型,指出了其不合理的原因;(4)MCVC模型实际是互逆规划的m方,由此建立起其对应的s方,即给出了多个柔顺度约束的体积最小化(MVCC)模型;(5)给出了MVCC模型中的结构柔顺度约束的物理解释和算法,论证了ICM(independent continuous and mapping)方法以往关于全局化应力约束的概念和方法;(6)数值算例表明了MCVC与MVCC模型作为互逆规划的差异,且印证了MVCC模型的合理性.MCVC模型在不同体积约束及多工况下不同的权系数时,得到最优拓扑不同;但MVCC模型在多工况柔顺度约束下可得到唯一的最优拓扑.

基于BKC的并联机构拓扑结构分析及其型综合方法

文中研究基于基本运动链（Basic Kinematic Chain,BKC）的并联机构的组成原理、拓扑结构分析及型综合方法。介绍基于序单开链的并联机构BKC的构成原理与方法,举例说明BKC的构成方法与步骤;对已有2-6 DOF并联机构拓扑结构进行分析,归纳设计出44种常用BKC类型,并总结出并联机构的BKC组成规律;通过举例,进一步综合出满足自由度要求的基于BKC的若干种并联机构,表明这种并联机构拓扑结构综合方法简易、实用。

混合优化策略在生命线管网拓扑设计中的应用

提出用遗传-模拟退火算法(GASA)混合优化策略来求解生命线管网的拓扑优化问题.混合优化策略结合了遗传算法的并行搜索机制和模拟退火算法的概率突跳特性,提高了算法的优化性能、参数鲁棒性以及计算效率.数值仿真实验表明了算法的稳定性非常好,首次达到最优值的进化代数,且比单一遗传算法提高了26.5倍.

寰枢椎关节间融合器的拓扑优化设计

目的探讨结构拓扑优化技术在寰枢椎关节间融合器设计的应用效果。方法选择1名健康志愿者,进行寰枕交界部位CT扫描,建立寰枢椎三维几何模型;对寰枢椎内固定系统模型基于边界反演法进行材料参数反演,构建各向同性材料参数下的简化模型,采用变密度法对植骨窗部分进行拓扑优化设计,获得植骨窗体积最大且结构刚度满足要求的结构,并几何重构为新型寰枢椎侧块关节间融合器(Cage A)。模拟融合器植入,比较CageA与传统融合器(Cage B)植入后,椎体、融合器及植骨内部应力响应,对植入融合器和椎体力学响应进行评估。结果与传统融合器(Cage B)相比,Cage A模型最大应力明显降低,且应力较均匀分布在支撑面上;在后伸状态下,植入Cage B的整体模型形变峰值明显降低;Cage B植入的椎体最大应力值、植骨体积占比无明显变化。结论借助结构拓扑优化技术设计的寰枢椎关节间融合器,应力分布均匀,椎体受力小。该方法可以实现具有针对性的个体化融合器设计。

基于汽车总线技术的安全性设计

汽车总线技术随着汽车行业技术现代化升级也进一步深入汽车设计研究领域,在控制器之间通信交互的应用中更普遍广泛。网络拓扑结构作为总线网络设计最重要的一环,如何合理地将配置的各控制器连接起来实现较高的通信性能,并且尽可能防止网络故障导致的信息流传递故障,这是工程设计人员必须考虑的方面。文章基于电气系统架构及总线拓扑设计原则提出一种提高信息传输安全性的冗余的拓扑设计,对现有应用的设计做出优化方案。

医院信息化工程中无线局域网的设计与实践

医院信息化建设在各行业信息化改造大潮中相对滞后,本文就无线局域网技术应用于医院的网络建设与安全等问题进行了探索。

三层架构在网络互连设计中的运用

在网络工程项目设计中,为了满足用户需求且使网络互连系统的设计更具合理性,对校园网、城域网以及一些中型企业网络、数据中心类网络等的网络设计结构拓扑进行了研究,对于大型局域网或广域网通常采用三层架构设计,中型企业网络则采用二层结构以节约成本,而数据中心类网络则一般采用三层架构的变体或扩展结构以使网络性能与业务应用相匹配。

浅析校园网规划与设计

教育信息化建设是现代化中国教育发展的重要一步,校园网的建设能够提升中国教育信息化水平。随着网络技术的飞速前进,中国校园网的建设成果取得了举世瞩目的成就。校园网的建设促进了学校教学水平提高,给老师和学生更广阔的知识平台。本文主要探析校园网总体规划和设计、其中包括网络技术的选型、网络分层、拓扑结构、设备选型、网络安全等,去实现如何建设一个实用的、领先的校园网。

电力光纤通信网络规划设计问题研究

针对目前电力光纤通信网络规划设计过程的缺陷,文章分析了拓扑结构、专用电缆以及通信设备的规划设计问题,并提出了与之对应的优化控制策略,目的是为相关建设者提供一些理论依据。结果表明,要提高电力光纤通信网络的规划设计效果,研究人员应在明确其设计应用目标与原则的情况下,选择具有系统适用性的、专用电缆以及通信设备。

底辊轻量化实用设计中减重孔临界开孔率的研究及其应用

根据辊切设备的运动特性,提取了底辊的轴向转动惯量和转子质量作为轻量化评价指标。针对拓扑优化结构的不可加工问题,使用B样条曲线和多段弧线依次对原拓扑结构进行结构圆整处理,降低原轻量化结构的加工难度。针对需要深孔加工的棒状、柱状零件提出转子类结构的开孔率表征参数。通过对不同孔数、孔径、孔位置的转子开孔与其应力分布关系的研究,给出惯性载荷下转子开孔率与应力集中系数的关系式。通过粒子群优化算法对基于单级减重孔的轻量化方案进行迭代优化。结果表明:样条拟合方案减重率34.68%,性能提升率19.85%;分段曲线拟合方案减重率34.18%,性能提升率19.27%;组合孔方案减重率28.21%,性能提升率15.45%;基于目标优化的单级孔方案减重率29.28%,性能提升率16.02%。