多指标综合评分法结合Box-Behnken响应面法优选栀子茯苓压片糖果的提取工艺

以提取液中栀子苷含量及干膏率作为考察指标,在单因素试验基础上采用直接回流提取法、多指标综合评分法结合Box-Behnken响应面法考察了乙醇浓度、提取时间和料液比3个因素对提取工艺的影响。结果表明,制剂的最佳提取工艺为乙醇浓度75%,提取时间120 min,料液比17倍,栀子苷平均含量为3.17%,平均干膏率为11.33%,综合评分平均值为98.30(n=3,RSD=0.18%)。该工艺合理可行,有效成分提取率高,适合大规模生产。

基于Box-Behnken响应面法结合BP神经网络多指标优化汉桃叶微丸的制备工艺

目的采用Box-Behnken响应面法结合BP(back-propagation)神经网络多指标优化汉桃叶微丸的制备工艺。方法利用挤出滚圆法制备汉桃叶微丸,在单因素试验的基础上,以辅料微粉硅胶与微晶纤维素(microcrystalline cellulose,MCC)的比例、润湿剂、载药量、滚圆频率和滚圆时间为考察因素,以收率(%)、圆整度、豪斯纳比(hausner ratio,HR)和脆碎度(%)为评价指标,基于G1-熵权法对各评价指标进行组合赋权并计算综合评价结果,从而优化处方组成及其制备工艺;建立BP神经网络模型,选取合理数据进行学习和验证并预测汉桃叶微丸的最佳制备工艺。结果采用Box-Behnken响应面法及BP神经网络预测的汉桃叶微丸的最佳制备工艺为微粉硅胶与MCC的比例为1∶3(g∶g)、载药量为25%、滚圆频率为22 Hz。验证试验的结果表明,Box-Behnken响应面法的综合评价结果均值与响应面优化理论值的绝对误差为0.0077,相对误差为0.79%。结论基于Box-Behnken响应面法结合BP神经网络多指标优化的汉桃叶微丸的制备工艺稳定可行、较为合理。

多箱室宽幅长联连续梁施工技术

随着预应力混凝土技术的不断进步以及高强材料和高性能混凝土在桥梁工程中的广泛应用,连续箱梁已逐步向多箱室、宽幅、大跨度长联的方向发展。但对于3箱以上的多箱室、20m的宽幅、长度为169m的多跨连续梁的施工却鲜有经验可供借鉴。结合某市政工程桥梁的特性,阐述了采用大量先进的设计、施工技术和监控监测手段解决大方量、薄壁混凝土施工质量控制难度大、梁体养护控制难度大、预应力张拉压浆安全质量控制难度大、预应力穿束施工困难等难题的研究与应用过程。

基于注意力网络尺度特征融合的遥感场景分类

针对遥感数据集存在的类内差异性大和类间相似性高的特点导致遥感场景分类准确率不高的问题,提出了一种基于注意力网络尺度特征融合(MSA-CNN)的遥感影像场景分类模型.将遥感图像经过尺度变换操作输入到VGG-16网络提取遥感影像的多尺度特征,使用多选框注意力模型(MS-APN)提取图像多尺度下的目标区域,对目标区域进行剪切和放大并输入到三层网络结构中.融合原始影像的多尺度特征和目标区域的特征,并且利用LBP对全局特征表达,克服遥感图像因拍摄角度不同带来的差异性.将融合的多尺度特征输入到网络全连接层来完成最终的分类预测任务.实验结果显示:MSA-CNN平均分类精度较注意循环卷积网络(ARCNet)和传统细粒度循环注意力网络(RA-CNN)在NWPU-RESISC45公开数据集上分别提升1.63%和2.66%,在UC Merced Land-Use公开数据集上较RA-CNN提升0.64%.结果表明:提出的MSA-CNN能够有效提高遥感图像场景分类的准确率.

窗口锚定的偏移受限动态蛇形卷积网络航拍小目标检测

为了从小目标有限特征中获取关键的有效信息,提升小目标的定位能力和检测精度,文中提出窗口锚定的偏移受限动态蛇形卷积网络航拍小目标检测方法.首先,构造偏移受限动态蛇形卷积,在不同方位动态偏移,受限蛇形卷积核自适应地关注不同大小和形状的特征区域,使特征提取聚焦于微小局部结构,促进小目标特征的捕获.然后,采用双阶段多尺度特征融合方法,对不同层阶特征图进行特征对齐、融合和注入,增强底层细节信息与高层语义信息的融合,并强化不同尺寸目标信息传输,提高小目标的检测能力.与此同时,设计窗口锚定的边界框回归损失函数,基于辅助边界框和最小点距离进行边界回归,获得准确的回归结果,提高小目标的定位能力.最后,在3个航拍数据集上的实验表明,文中方法对小目标的检测性能有不同程度的改善和提高.

基于多目标优化的箱梁渡槽结构设计研究

针对箱梁渡槽所受水荷载远大于同等跨径箱梁桥所受汽车荷载导致槽身纵向受力突出的问题,在渡槽结构设计中统筹考虑箱梁纵向应力储备和造价,构建了以截面尺寸、钢筋用量等6个参数为设计变量,以渡槽边缘正应力和造价为目标函数,以槽身挠度、法向应力等9个验算指标为约束条件的多目标优化模型,并基于支持向量机近似模型和NSGA2遗传算法求解多目标优化模型的Pareto最优解集,然后综合专家打分、COWA算子、博弈论综合赋权与TOPSIS法从Pareto最优解集中选出最佳方案。结果表明:与初始方案相比,最佳方案的渡槽边缘正应力储备提高了17.55%,渡槽上部结构总造价降低8.84%;与有限元分析相比,该方法在保持较高计算精度的同时节省了65.42%的计算时间成本。

基于多目标遗传算法的8×8 S盒的优化设计方法

混沌系统具有非线性、伪随机性、初始值敏感等特性,为基于动力系统构造性能良好的S盒提供了基础,进一步保证了分组加密算法安全性.目前,基于混沌构造S盒的方法大多数针对单个性能指标进行优化,难以获得全面的性能提升.针对此问题,结合混沌映射与多目标遗传算法,提出了一种新的S盒设计方法.首先,利用混沌映射的特性产生初始S盒种群;然后,以S盒的非线性度和差分均匀性为优化目标,基于遗传算法框架对上述两指标进行优化.针对S盒的特点,在优化算法中引入了交换操作,设计了新的变异操作以及非支配序集计算,有效提升了S盒的非线性度和差分均匀性.实验结果表明该算法产生的S盒其差分均匀度为6,非线性度值至少为110,有效提升了S盒的综合性能.

碳纤维电池包箱体的设计与铺层优化研究

为实现电池包箱体的轻量化设计,采用碳纤维复合材料取代传统金属构建电池包箱体结构。首先对碳纤维电池包的动静态性能开展有限元分析,并基于性能要求对上盖板依次进行形貌优化和尺寸优化,对下箱体进行结构优化,使下箱体质量减轻31.1%,且一阶固有频率提升至50.63 Hz,然后,开展了箱体铺层优化分析,基于Isight平台对下箱体的质量和一阶固有频率进行多目标优化,利用熵-优劣解距离法(TOPSIS)确定最优铺层设计方案,并综合考虑层合板铺覆工艺对铺层顺序进行全面优化,优化分析结果表明,下箱体实现质量减轻58.9%,且各工况下的最大位移和最大应力均有所减小,电池包箱体动静态性能均得到提升。

基于UG二次开发的多材料零件3D打印建模方法研究

随着制造业的不断创新与改进,多材料三维(Three-Dimensions,3D)打印工艺的重要性日益显现,多材料建模技术是3D打印工艺的核心模块。本研究提出一种基于UG二次开发的多材料3D打印建模方法。首先利用现有3D建模软件UG(Unigraphics NX)创建待打印零件的3D模型,通过包围盒原理及交集算法,对3D模型所处的材料空间微分化;其次通过UG对其单个或局部小立方体添加颜色,将颜色信息通过材料颜色映射表映射为材料信息,输出多材料模型文件;最后将3D模型导入材料空间,打印出满足功能要求与外观要求的多材料零件。该建模方法可为多材料3D打印建模技术研究提供参考。

超宽箱梁多桁片组合挂篮施工技术研究

该施工技术采用前上横梁、后上横梁将4片三角式主桁架主纵梁连接成整体形成多桁片组合挂篮。组合式挂篮的多片纵梁能有效地分配悬浇混凝土荷载,能避免由于梁段过重导致的主纵梁局部失稳现象,降低已浇节段混凝土的拉压应力(锚点抗拉反力和中支点承压力)。且梁段浇筑时,底模平台的底纵梁共同受力,协调变形,能有效防止挂篮前面发生扭转失稳,提高整体横向稳定性。多桁片组合挂篮总重约177 t,占最大节段重量的39.3%,具有自重轻,刚度大、变形小,结构简单,受力明确等特点,能有效解决超宽截面梁段在挂篮悬臂施工时的应力分布和挠度变形问题。由于使用通用设备,具有较好的参考意义。

基于NSGA-II遗传算法的定轴注射模具成型工艺参数优化

为解决注射成型过程中铸件的质量和铸造效率低等问题,提出一种NSGA-II算法和TOPSIS方法与响应面法相结合的新型注射工艺参数优化筛选方法。以定轴为研究对象,采用Box-Behnken设计,以熔体温度、模具温度、注射时间、保压压力为变量,以翘曲变形量和体积收缩率为响应变量,采用NSGA-II遗传算法对2个响应的目标函数执行优化,用TOPSIS方法求解优化得到的Pareto前沿解集,找到最优解。仿真结果表明,当注射时间为40.71s、模具温度为131℃、熔体温度为180.07℃、保压压力为65 MPa时,翘曲变形降低了10.92%、体积收缩率降低了11.19%。优化后的注射工艺参数可有效消除铸件内部收缩松动和缩孔缺陷,形成性能良好的致密铸件,提高了产品质量。

三星堆古蜀文化遗址博物馆大型螺旋坡道结构设计与分析

三星堆古蜀文化遗址博物馆中庭的螺旋坡道采用钢箱梁结构体系,最大半径28.7m,水平投影长度118.5m。介绍了大型螺旋坡道结构体系选型和边界条件的对比过程,采用通用计算软件MIDAS Gen建立多尺度整体模型考虑螺旋坡道和主体结构的相互作用,通过静力分析和反应谱分析考察螺旋坡道在不同荷载作用下的承载能力和变形,并采用有限元软件ANSYS建立分析模型进行连续倒塌分析。结果表明,螺旋坡道采用钢箱梁结构具有较好的整体刚度,静力荷载和地震作用下坡道的应力和变形均满足规范要求,并具有较好的抗连续倒塌能力。

新型波形钢腹板组合箱梁桥动力性能分析

对一种新型波形钢腹板组合箱梁桥结构开展了动力特性及抗震性能分析;以鄄城黄河大桥跨中箱梁段为例,建立组合箱梁桥的多尺度有限元模型,并与实测值进行了对比,验证了多尺度模型的有效性;基于此设计了该新型波形钢腹板组合箱梁的截面参数,采用多尺度建模方法研究了各参数变化对箱梁动力特性的影响规律,通过地震反应谱法分析了该结构在各向地震作用下的结构响应。结果表明:箱梁横隔板的数量和厚度是结构动力特性的敏感参数,对结构的扭转刚度影响很大;增大波形钢腹板厚度可有效提高结构刚度,且刚度增大对频率的影响程度大于质量增大对频率的影响,建议腹板厚度宜设为20~30 mm;槽形钢板可有效提高截面的抗弯刚度,尤其对结构竖向弯曲模态影响较大;横向地震作用对混凝土顶板和横隔板应力的影响最大,纵向地震力对波形钢腹板应力的影响最大,竖向地震力对混凝土底板和槽形钢板的应力影响较大。

多箱型结构内部爆炸破坏模式分析方法

结构内部爆炸破坏是武器毁伤目标的主要方式之一,破坏模式和破坏范围是结构内部爆炸破坏威力的主要表征方式,其分析方法能够有力支撑武器毁伤效果预测和结构防护设计.采用有限元模拟仿真分析,研究多箱型结构内爆毁伤特性,基于仿真结果,分析了破坏范围和破坏模式随当量和结构参数的变化规律,并提出了能够计算多箱型结构破坏范围、破坏壁面数和破坏分布模式的无量纲数和计算方法,绘制出破坏分布模式图和破坏范围表,该方法能够预测随爆炸当量非连续变化的破坏模式和破坏范围,并根据已有实验结果进行了验证.

基于多能流耦合规律的综合能源系统潮流及流分析

从能量流和流两个角度分析综合能源系统的多能流耦合规律,建立系统能流稳态潮流模型和流模型,根据模型特点研究系统潮流和流分布计算方法,以算例验证计算方法的可行性并分析计算数据,验证流机理模型相比于黑箱模型在局部分析方面的优越性。以算例数据为例,分析其潮流及流分布特点,结果表明:算例系统中能源转换环节的地方损最大,为系统薄弱环节,值得着重改进;同时电、热网络也有部分管段损较大,优化局部网络时也应纳入考虑。

新型波形钢腹板组合箱梁畸变效应

为研究新型波形钢腹板(CSW)组合箱梁的畸变效应,以板梁框架法和位移法为基础,建立单箱多室新型CSW组合箱梁的畸变控制微分方程和边界条件,得到畸变正应力解析解,并采用有限元法检验推导结果的正确性。应用推导结果对比分析新型CSW组合箱梁与传统CSW组合箱梁的畸变性能,以及截面高度、箱室宽度和钢底板厚度对新型CSW组合箱梁畸变效应的影响。结果表明:解析解计算得到的畸变正应力与有限元模型计算的结果吻合较好,畸变角的变化规律与有限元模型计算结果一致;与传统CSW组合箱梁相比,新型CSW组合箱梁的畸变翘曲刚度减小了38.89%,畸变框架刚度减小了71.84%,抗畸变能力减弱;随着截面高度和箱室宽度增加,新型CSW组合箱梁跨中畸变角和跨中畸变双力矩均逐渐增大,且箱室宽度的影响更为明显;随着钢底板厚度增加,新型CSW组合箱梁跨中畸变角逐渐减小,跨中畸变双力矩逐渐增大。

电动汽车电池箱轻量化设计

对电池箱进行轻量化设计时,为选择合适的轻质材料,使其与电池箱不同位置板件进行匹配以充分发挥材料性能,采用基于CRITIC权重的TOPSIS法和正交试验的方法。建立了电池箱常用金属材料各项性能的决策矩阵,使用基于CRITIC权重的TOPSIS法进行标准化处理,消除不同组数据的量纲差异,确定各组数据的客观权重,计算各方案的相对贴合度,从中选出备选材料;使用正交试验设计和极差分析将备选材料与电池箱不同板件进行匹配,得到多材料电池箱,对多材料电池箱进行尺寸优化。优化后的电池箱模型在满足强度、刚度和低阶模态频率等要求的基础上减重5.3 kg,减重率达11.37%。

基于DEA-EWM-TOPSIS算法的瓦楞纸箱配纸及楞型选择

对瓦楞纸箱的面纸、芯纸、里纸和楞型进行组合评价,提供科学的纸箱选配依据,解决不合理选配纸箱问题。本课题提出了一个多准则决策模型,采用交叉效率DEA-EWM-TOPSIS组合模型,对瓦楞纸箱进行配纸及楞型方案选择,并开发了相应的纸箱选择软件,帮助决策者选出性能和成本达到最优平衡的纸箱。以内装物质量为2 kg、综合尺寸为460 mm的0201型快递纸箱为例,依据瓦楞纸箱的评价指标数据,通过模型计算进行排序,选出最佳的纸箱方案。本课题将多变量因素耦合后,再进行整体优化,为瓦楞纸箱的选择决策提供了一种有效、便捷的方法。

基于HMFDE和t-SNE的旋转机械故障诊断方法

针对旋转机械的故障特征提取较难,以及单一类型的特征无法全面反映故障特性的问题,提出了一种基于混合多尺度波动散布熵(HMFDE)、t分布-随机邻域嵌入(t-SNE)和郊狼优化算法(COA)优化极限学习机(ELM)的旋转机械故障诊断方法。首先,采用特征加权提出了混合多尺度波动散布熵方法,并将其用于提取旋转机械振动信号的故障特征;随后,采用t-SNE方法对混合故障特征进行了特征降维,挑选出了最能够反映故障特性的特征子集,构建了敏感特征样本;最后,采用郊狼优化算法对极限学习机的输入权重和隐含层阈值进行了优化,完成了旋转机械的故障识别和分类;以齿轮箱和滚动轴承故障数据集为对象,对基于HMFDE、t-SNE和COA-ELM的故障诊断方法进行了实验,验证了方法的有效性。研究结果表明:采用HMFDE-t-SNE-CAO-ELM故障诊断方法可以取得100%的故障识别准确率,该方法能够有效地诊断旋转机械的不同故障类型和损伤;相较于基于单一类型特征的故障诊断方法,其准确率分别可以提高0.68%、22.42%、29.18%(齿轮箱)和1.43%、8.23%、23.67%(滚动轴承),虽然牺牲了一定的计算效率,但准确率得到了明显的提高;相较于其他常规故障分类器,COA-ELM的故障识别准确率具有明显的优势。

六维压电风洞盒式天平研究

风洞试验是气动力载荷的精确测量手段。针对风洞试验中高频多维气动力的测量特点,采用压电测量元件,开发了一种适用于风洞试验中高频六维气动力测量的盒式天平。根据力与力矩平衡关系建立了输入与输出之间的理论输出模型,通过力传递关系及有限元仿真对气动热作用下天平被动输出进行了分析,并通过标定试验获得了天平性能指标。结果表明,该盒式天平在结构和材料上可抵抗测试过程中的温变干扰,温变影响系数小于0.5%,线性度和重复性误差分别低于0.4%和0.5%,最大相间干扰解耦后低于1.5%,三向一阶固有频率皆高于3000Hz,具有高固有频率、高精度的优良性能。