结合逆非线性主成分分析和极值理论的桥梁损伤检测

为提高环境和运营变化(environmental and operational variations,EOV)影响下的桥梁损伤检测可靠性,结合逆非线性主成分分析(inverse nonlinear principal component analysis,INLPCA)和极值理论,提出一种新的桥梁损伤检测方法.该方法采用INLPCA对桥梁损伤特征进行建模,利用不完备健康监测数据的估计均方误差和添加神经网络训练惩罚项控制INLPCA的非线性程度.采用INLPCA对损伤特征的重构误差和马氏平方距离(Mahalanobis squared distance,MSD)建立损伤指标(ID),最后基于ID的广义极值(generalized extreme value,GEV)分布建立损伤检测阈值.以比利时KW51铁路桥和天津永和斜拉桥为例,验证所提方法的有效性.结果表明,所提方法能准确检测EOV影响下的桥梁损伤,且对不同桥型和不同损伤特征均有良好的适用性.

落石被动柔性防护网非线性静力设计方法及验证

被动柔性防护网是一种常见的落石灾害防治措施。针对当前落石被动柔性防护网尚无适用的工程化设计方法的现状,以非线性计算过程中结构内能与设计防护能级相等作为加载完成的判别准则,建立了落石被动柔性防护网的非线性静力设计方法。基于LS-DYNA对250~5000 kJ共8种常用能级的被动柔性防护网开展非线性动力分析,明确了冲击力的分布范围及相对大小,形成了适用于不同能级落石被动柔性防护网非线性静力设计的荷载模式。为了有效模拟被动柔性防护网特殊的受力特征,开发了由索单元与受拉弹簧单元组成的非线性耗能单元用于耗能器模拟,开发了内部由多段索单元组成的滑移索单元用于滑移边界以及网环单元模拟。基于对网片冲击试验的反演和3500 kJ被动柔性防护网的设计及足尺冲击试验检验,验证了所提出的落石被动柔性防护网非线性静力设计方法的有效性。

梳刷式枸杞采摘机的设计与理论分析

为了实现枸杞机械化采收,提高枸杞采摘的采净率、降低损伤率,提出一种柔性梳刷齿的梳刷式采摘机,该装置通过梳刷齿的冲击作用使得枸杞熟果脱落,完成采摘工作。通过对枸杞自然特征和物理参数测量分析,设置了梳刷器的各项参数,利用Solidworks软件搭建了样机模型,并选择了合适的材料制造了样机;通过静力学分析和赫兹碰撞理论推导出了梳刷齿速度与冲击力之间的关系式;使用Adams软件对梳刷过程进行了动力学分析,当滚筒转速为57 rpm时,枸杞果实的受力峰值为0.83 N,理论上满足了采摘的需求;在青海诺木洪农场对当地宁杞1号进行采摘实验,结果表明:采净率为96.84%,损伤率为8.76%,满足枸杞采收的工作要求。

基于扎根理论、德尔菲法和层次分析法的高校设计工作室运行模式研究

为高校设计专业工作室教学模式的建立与改革提供系统性指标和参考范式。聚焦研究文献,提炼访谈大纲,邀请专家进行访谈,将访谈逐字稿应用扎根理论分析及译码,并用德尔菲法进行专家意见咨询和修正,以形成工作室运行准则与架构,最后,通过层次分析法探讨高校设计工作室运行准则权重。形成了经营愿景、教学模式、运行制度、环境氛围、评鉴制度、校企合作6个范畴的高校工作室运行准则,并明确了各指标之间的权重关系。运用定性和定量的方法相结合,可以避免因个人感受对研究结果的影响,保证研究的完整和客观性。

基于扎根理论与层次分析法的冷链运输车设计研究

目的:针对日益增长的冷链物流运输需求以及冷链运输中关于时效性的挑战,本研究提出了一种创新的设计方法,旨在结合扎根理论和层次分析法(AHP)的定性与定量研究,对冷链运输车进行创新设计。方法:本研究通过系统化的方法论,有效解决冷链物流运输中的实际问题,以提高运输效率和保障货物品质。首先进行前期设计调研。调研阶段采用半结构化访谈的方式。在访谈过程中,收集大量与冷链运输相关的原始数据,这些数据为后续分析提供了丰富的信息源。之后,引入扎根理论分析原始访谈资料,这一过程涉及对初始概念的分类和编码。特别是通过主轴编码的方法,将这些初步概念分组并提炼出关键的设计要素。最后,为了确保设计的科学性和实用性,采用层次分析法量化处理这些关键的设计要素。通过层次分析法,研究计算得出每个设计要素的优先权重,这对指导最终的设计工作至关重要。权重的确定不仅反映了各设计要素的相对重要性,也为后续的设计决策提供了量化依据,能确保设计方案科学合理。结果:针对冷链货物输送场景,其传感器与消毒设计可以提升安全性与功能性,图形化智能指引的设计可以提升易用性与交互性。结论:基于扎根理论定性分析与层次分析法(AHP)定量分析的创新设计方法,能为冷链运输领域的物流设计提供新的思路与方向。

无穷区间上非线性q-差分方程共振问题的可解性

为了拓展非线性量子差分方程共振边值问题的基本理论,研究了一类无穷区间上非线性量子差分方程共振边值问题。首先,通过构造合适的Banach空间,定义Fredholm算子,计算其核域和值域;其次,定义其他恰当的算子,并运用Mawhin重合度理论,建立该问题解的存在性定理;再次,运用反证法获得该问题解的唯一性结果;最后,给出一个例子说明主要结果的有效性。结果表明,在非线性项满足一定增长的条件下,非线性量子差分方程共振边值问题至少存在一个解。研究结果丰富了量子差分方程的可解性理论,为量子差分方程在数学、物理等领域的应用提供了理论参考。

信息系统分析与设计课程改革与实践

提出基于大学生信息素养提升的教学模式,在教学过程中引入多种教学方法,加深大学生对系统分析与设计过程的理解,促进大学生实践能力与信息能力的提高.

数字媒体技术相关理论与应用教育研究——评《数字媒体技术与数字动画设计研究》

在数字化时代,数字媒体技术已经渗透到我们生活的方方面面,无论是日常的沟通交流、娱乐休闲,还是教育培训、广告营销,都离不开数字媒体技术的支持。《数字媒体技术与数字动画设计研究》一书通过系统的理论阐述与生动的案例分析,为读者展现了一个数字媒体技术与数字动画设计的精彩世界。作者不仅梳理了数字媒体技术的发展历程,还深入探讨了数字动画设计的原理与实践。更为难得的是,书中还详细论述了这两者在现代教育中的重要作用,为我们提供了一个全新的视角来审视数字媒体技术与教育的融合。

基于Hamilton能量理论的发电机汽门与励磁非线性稳定控制器的设计

基于Hamilton能量理论,该文提出了一种新的非线性稳定控制器的设计方法。文中详细阐述了该方法的理论依据并给出了控制器的具体设计步骤。应用此方法设计了发电机汽门与励磁稳定控制器,仿真结果验证了理论分析的正确性与控制律的有效性。由于在控制器设计中未用到任何线性化方法,因而所得控制器充分利用了系统的非线性特性;考虑到Hamilton能量函数实际上是动态系统的Lyapunov函数,因此,该文也给出了一种从能量角度设计电力系统非线性稳定控制器的新方法。

光谷空轨高新大道站钢结构顶棚设计与分析

为了实现光谷空轨高新大道站钢结构顶棚外侧悬挑和中央抬高天窗的建筑造型,提出了叠级自平衡结构体系,即第一级弦支穹顶自平衡结构形式和第二级双侧悬挑梁柱框架自平衡结构形式,实现了建筑和结构功能形态的统一融合,解决了细柱受压问题并消除对基础的影响。采用SAP2000对结构进行了静力和非线性稳定分析,补充了ABAQUS梁柱节点应力分析,按上部结构受力特点采用了内侧桩基外围独基结合的基础形式。结果表明,上部结构和基础设计合理,整体稳定性较好,梁柱节点受力良好。

非线性均压材料的设计理论与参数调控

具有非线性电学参数的材料,其电导率或介电常数能够随着空间电场做出自适应的改变,从而达到智能改善绝缘介质空间电场分布均匀性的效果,可用于缓解高压设备局部集中的高电场。目前,国内外已经能够制备出具有高稳定水平的非线性电导特性的材料,如以氧化锌压敏微球为填料,以绝缘材料为基体的复合物。该文详细综述了国际上对于非线性电导材料均压的设计理论,介绍了如何根据实际改善电场分布的需求选择非线性均压材料的参数。在此基础上,总结国际上学者对于在材料制备过程中调控材料非线性参数以满足均压设计需求的研究工作。本文也对非线性均压材料在应用于实际高压设备方面的进展做了简单介绍。

弯曲动脉壁非线性弹性力学性质的理论分析

血管壁非线性力学特性是探索心血管中的血液流动规律及脉搏波传播现象的一个重要前提．在血管力学研究中，直管动脉壁的本构方程已有相当深人的研究，唯独象主动脉弓那样的弯管动脉壁本构方程；至今还没有建立一个理论模型．文中在已有的直管动脉壁本构方程研究基础上，提出一个理论方法来分析弯曲动脉壁的非线性弹性力学性质，在弯曲动脉壁被模拟为均质、正交各向异性、不可压缩材料的前提下，作者从理论上建立了一个表达弯管动脉壁非线性弹性性质的三维ｅ指数型本构方程文中还探讨了弯曲动脉壁内的残余应变分析．

飞机刹车诱导颤振稳定性分析与减振设计

以飞机刹车装置为研究对象,对飞机刹车诱发振动问题进行了研究。针对飞机滑跑过程中的复杂制动环境对盘面摩擦特性影响,建立了考虑液压系统及盘面材料属性的刹车盘组非线性动力学分析模型,且为新材料技术的发展预留了模型接口。从实际工程应用价值出发,以机轮速度、液压系统等效阻尼、刹车盘面阻尼、盘面摩擦特性几类关键因素为控制变量,利用数值仿真与分岔理论等非线性分析手段研究了上述参数对系统稳定性的影响,并确定了使系统保持稳定的结构参数范围,方便对结构进行参数化快速分析设计。基于模型分析的结果,揭示了刹车振动产生的部分原因,从结构参数和刹车控制律两方面针对性的提出了对应的减振优化措施,进而形成了完整的飞机刹车诱导颤振的分析方法,为飞机制动器设计初期提供了理论参考依据。

一类时变非线性系统的参数反馈模糊控制器分析与设计

本文针对工业控制中一类常见的非线性时变系统 ,提出了一种利用参数反馈在线修正规则的模糊控制器 ;在全面介绍控制器结构与功能的同时 ,详细阐述了模糊规则修正器的原理和设计方法 ,并采用基于功能评价的方法进行系统分析 .在这个控制系统中 ,基本模糊控制器简单实用 ;模糊规则修正器能充分利用对被控对象的分析成果 ;GA寻优算法能进一步简化设计 ,提高性能 .仿真结果表明 ,这种控制器的效果是令人满意的 .

面向对象的钢筋混凝土有限元非线性分析程序设计

采用面向对象的程序设计方法 ,结合钢筋混凝土有限元非线性分析模型 ,利用 MFC( MicrosoftFoundation Class Library)建立了有关描述钢筋混凝土有限元非线性分析的类 ,包括混凝土单元类、钢筋单元类、粘结单元类、非线性计算类 ,并给出了这些类的描述和它的实现方法 。

基于Timoshenko梁理论纤维模型巨型钢框架结构非线性地震反应分析方法

巨型钢框架结构中,组成主结构的杆件截面高度很大,荷载作用下截面剪切变形对杆件承载力和塑性发展的影响不能忽略,即基于弯曲梁理论的截面纤维模型梁柱单元用于此类结构非线性分析时精度并不高。本文基于刚度法将截面纤维模型与Timoshenko梁理论结合,考虑剪切屈服与弯曲屈服相分离建立杆件单元刚度矩阵;通过有限元软件MSC.Marc二次开发,将单元矩阵嵌入到程序中,进行结构的动力非线性分析。采用此单元进行巨型钢框架结构的动力非线性反应分析,可以得到结构中屈服杆件的数量与位置。

基于波动理论的高进水塔非线性有限元分析

进水塔是发电引水和泄洪系统中的咽喉性水工建筑物,其结构性能与安全关系到电站正常运行甚至整个大坝与枢纽的安危,是保障电站效益的关键性建筑物。常规的弹塑性模型由于没有考虑到损伤对结构强度的影响,难以模拟破坏时由于内部损伤累积导致的变形增加和承载力降低。为分析进水塔结构在强震作用下的力学行为和结构性能,引入损伤弹塑性模型,对混凝土进行材料非线性计算,着重分析混凝土开裂以及由此而引起的应力重分布现象。同时为消除固定边界虚假反射地震波的影响,基于波动理论在ABAQUS平台上开发用户自定义单元,实现了黏弹性人工边界地震波数据的输入。数值结果表明人工边界较固定边界计算结果更合理及精确,能够消除固定边界虚假反射地震波的影响,较好地模拟结构-地基动力相互作用。

具有多个饱和非线性的系统分析与设计

提出了一种在状态空间中分析非线性系统的精确方法。对于具有多个非线性的分段线性系统来说,系统的状态空间被各非线性所对应的超平面分隔,系统在各超平面之间的状态轨迹可以用数值积分来求解,根据状态轨迹束穿过各超平面时截面之间的映射关系,可以分析是否存在自振荡。对于饱和非线性来说,给出了一种确定超平面的简便方法,因此本方法特别适合于分析具有多个饱和非线性的系统。最后给出了一个应用于高精度伺服系统设计的例子。

施威德勒型球面网壳结构非线性屈曲分析及优化设计

以某施威德勒型单层球面网壳采光顶为例,建立了其计算模型。首先利用通用的有限元分析软件An-sys对其进行弹性屈曲分析,得到原设计方案的前三阶弹性屈曲临界荷载。然后将特征值屈曲分析的一阶模态作为初始缺陷,采用几何非线性屈曲分析得到非线性屈曲荷载。最后在非线性屈曲分析结果的基础上对原方案进行了优化设计,计算结论对工程设计有参考价值。

基于岩石非线性统一强度理论的地下洞室弹塑性分析

采用岩石非线性统一强度理论考虑了岩体的塑性软化特性,利用衬砌与围岩的位移协调条件,对地下圆形洞室进行了弹塑性分析,获得了圆形洞室的应力,洞室变形及塑性区半径的解,这些解既考虑了岩石拉压强度相差较大的特点,又考虑了中间主应力效应及其区间性;既反映了岩石的非线性破坏特征,又可以推广到岩体及节理岩体之中去,有一定的理论及工程应用价值.