满约束轴向拼接张拉整体结构的自稳定性分析

为获得更多张拉整体构型和拓扑结构,本文基于平衡方程,研究张拉整体拼接结构自稳定条件下的结构参数关系的求取方法。基于三杆张拉整体单元轴向拼接形成的臂状张拉整体结构,以减少结构节点约束数为目的去除索构件,获得一种新型满约束轴向拼接张拉整体结构;分析此结构的节点坐标、构件向量的求取方法,推导结构的平衡方程;依据节点和构件之间的连接关系,以获得方阵形式的平衡矩阵为目标,提出了平衡方程缩减原则;根据平衡方程有非零解,平衡矩阵行列式为零的原则,获得保证张拉整体结构自稳定的结构参数关系。通过具体实例分析,证明此方法正确,获得的结构参数关系能够保证确定的满约束轴向拼接张拉整体结构的自稳定性。

完全匹配层在矩阵式波动方程SBP-SAT方法应用

数值离散方法和截断边界效果是地震动模拟实现的关键。基于分部求和(summation-by-parts,SBP)和一致逼近(simultaneous approximation term,SAT)的SBP-SAT方法具有较高的稳定性,这使得该方法具备了较高的应用前景和价值。此外,完全匹配层(perfect matching layer,PML)是一种应用广泛用于模拟截断边界的技术,但引入匹配层可能会破坏原始方程的稳定性,特别是在各向异性介质或曲线域模型中。首先基于数理推导,给出弹性波动方程系数矩阵的对称形式。在此基础上,引入多轴完全匹配层(multi-axis perfect matching layer,MPML),并建立相应的匹配层方程。通过本征值分析,我们可以判断阻尼函数对原方程特征根实部的走向和取值范围的影响。然后,我们采用SBP-SAT方法对矩阵对称形式匹配层方程进行离散,并在频域中采用能量法进行稳定性评估。通过对不同模型的数值仿真,表明所提出的离散框架具有整合度高、稳定性好和拓展性强等特点。此外,多轴匹配层可以与SBP-SAT方法结合,可以稳定地模拟曲线域中的波传播。

矩阵式函数迭代惯导解算的FPGA实现

惯性导航解算的目的是处理陀螺仪和加速度计的输出信号,以获取运动物体的姿态、速度和位置信息。函数迭代惯导解算方法(iNavFIter)将运动不可交换性误差降低到了计算机截断误差水平,但计算负担是经典双子样算法的10倍左右。为了提高计算效率,提出了iNavFIter-M算法,将函数迭代惯导解算重新编排为矩阵向量形式,并在硬件FPGA上实现了iNavFIter-M算法的IP核。数值结果表明:所设计的iNavFIter-M算法IP核实现了1000Hz采样率下的高精度实时计算。

夹杂物对42CrMo4钢塑性及韧性的影响分析

风电主轴材质42CrMo4钢内部夹杂物的存在导致大锻件热成形中易出现微裂纹等缺陷。针对不同种类的夹杂物进行研究,探究其在热成形中的损伤失效行为。对原铸态42CrMo4钢进行取样、抛磨、腐蚀后进行夹杂物形貌的SEM观察与EDS成分检测,并对基体损伤较大的夹杂物做纳米压痕实验以获得其真实的力学性能参数。结果表明:铸态42CrMo4钢室温下组织为铁素体和珠光体的共存组织,主要存在Al_(2)O_(3)、TiN、硅酸盐类夹杂物及少量的CaS类夹杂物。纳米压痕实验表征得到在相同载荷下TiN的残余压痕深度最小,说明其塑性变形最小,弹性回复能力最好,Al_(2)O_(3)次之;室温下基体弹性性能最差,其塑性变形最大。在夹杂物附近观察到了部分孔洞,表明夹杂物较基体硬度大,在成形过程中会破坏基体的连续性,形成裂纹等缺陷从而影响产品质量。

太阳能激光器脉冲振幅密集矩阵式均衡方法

针对当前太阳能激光器脉冲振幅均衡过程中存在的均衡复杂度相对偏高以及激光器耗电量较高等问题,提出太阳能激光器脉冲振幅密集矩阵式均衡方法。采用小波变换技术消除太阳能激光器脉冲振幅信号中的噪声信号;通过信号重采样技术将原信号变为阶比值固定的信号,提取不同阶比分量,掌握脉冲振幅信号的波动特征;将脉冲振幅信号的波动特征作为网络输入,通过训练实现太阳能激光器脉冲振幅均衡。实验结果表明,该方法能够显著降低均衡处理过程中的均衡复杂度与延时,同时降低太阳能激光器工作过程中的耗电量。

几类允许代数正的符号模式矩阵

考虑三对角符号模式矩阵和爪形符号模式矩阵,讨论了三对角符号模式矩阵和爪形符号模式矩阵是否允许代数正.借助组合矩阵论和图论的方法,给出了这两类符号模式矩阵允许代数正的必要条件.最后,分别给出了n阶三对角符号模式矩阵和n阶爪形符号模式矩阵允许代数正的等价条件.

引入柔性“矩阵式”组织形式促进建材企业的科研发展

在现有固定的组织结构框架下,引入柔性“矩阵式”组织形式,组建横跨多部门的科研团队,可以在充分利用公司各方面资源的情况下,取得丰硕的科研成果。当然,也需要制定一系列的激励措施,以解决柔性“矩阵式”组织形式下带来的指令冲突的矛盾。

成型温度对CF/PPEK复合材料的缺陷和力学性能影响

分别采用溶液浸渍法及真空热压成型法制备了连续碳纤维增强含杂萘联苯结构聚芳醚酮(CF/PPEK)预浸料和复合材料,对不同成型温度制备的复合材料进行了超声相控阵和三维X射线显微镜(XRM)无损检测,利用旋转流变仪、电子万能试验机、动态力学分析仪(DMA)、红外光谱仪(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、金相显微镜对CF/PPEK复合材料进行了表征,系统研究了成型温度对纤维的浸润质量以及复合材料孔隙率、弯曲行为和层间剪切性能的影响,通过力学性能分析和断口形貌表征研究了断裂机理及缺陷对其性能产生的影响。试验结果表明:成型温度为350℃时,CF/PPEK复合材料的弯曲模量和层间剪切强度分别为125 GPa和64 MPa;成型温度为360℃时,CF/PPEK复合材料的缺陷最少,弯曲强度可达1376 MPa;而370℃高温下,复合材料出现明显缺陷,各方面性能急剧下降。

William E.Roth s第二定理的一个新证明

仅利用矩阵的基本理论建立了四个引理,并且在此基础上对W.E.Roth第二定理给出了新的证明.

等温锻造对CNTs/SiC_(p)混杂增强铝基复合材料力学性能的影响

强韧性匹配是金属基复合材料需解决的关键问题,强度的提升往往导致韧性损失,而混杂增强铝基复合材料可以综合各组元的优点,起到同时增强的协同混杂效应。为探索等温锻造工艺对混杂增强铝基复合材料力学性能的影响,采用真空烧结工艺制备了CNTs/SiC_(p)混杂增强Al-Cu-Mg铝合金复合材料,其CNT和SiC的质量分数分别为0.7%和10%,分别在450℃、460℃、470℃进行了80%变形量的等温锻造加工,研究了等温锻造对复合材料微观组织和力学性能的影响规律。结果表明混杂增强铝基复合材料经过等温锻造加工后的塑性相比烧结态锭坯发生明显上升,材料经470℃等温锻造后同比具有最好的综合力学性能,相比烧结态锭坯的抗拉强度提升了48%,延伸率提升了260%。等温锻造后,组织中的絮状相及细长形SiC颗粒在垂直于锻造方向上发生流线型分布,对材料的拉伸力学性能起到了强化作用。本研究为后续新型高性能铝基复合材料的开发与应用提供一定理论支撑。

基于奇异值分解张拉整体结构找形方法

张拉整体结构是由一组不连续的受压单元包含于连续受拉单元组成的稳定自平衡结构,为了寻找自平衡状态下的构型,引入奇异值分解的方法,将寻找张拉整体结构的自平衡构型问题转化为最小奇异值的判定。通过广义节点坐标和构件之间的连接关系建立结构的数学模型;引入力密度的概念,对张拉整体结构进行受力分析,列写包含平衡矩阵的平衡方程;对平衡矩阵进行奇异值分解,利用分解获得的最小奇异值判断平衡方程是否有解,对张拉整体结构是否存在自平衡构型进行初步判定,再依据获得的力密度的均匀性(同组构件力密度大小相等)和正负属性(杆的力密度小于0,索的力密度大于0)对结构自平衡状态进一步判断;通过实例分析对该找形方法的可行性进行了验证,结果表明:该方法可以找到张拉整体结构自平衡构型。本文为寻找自平衡张拉整体结构提供了一种思路。

基于DLP工艺的柔弹性点阵吸能支架研究

面向微小多功能支架结构设计与原型制造需求,开展了基于数字光处理(Digital Light Processing,DLP)快速成形工艺的柔弹性点阵支架设计与制备研究。以胞元结构几何拓扑设计为主线,利用Timoshenko梁理论对胞元结构建立等效力学模型,得到预测能量吸收的数学模型,聚焦分析胞元几何尺寸和承载方向对其影响规律。配置新颖柔弹性光敏树脂为成形材料,选用DLP成形工艺,实现对应点阵结构的高精、高效制备。结合数值模拟和物理实验,着重探究了杆径、胞元边长、点阵层数对点阵结构吸能特性的影响。结果表明,该点阵结构面外压缩较面内压缩具有显著优越的吸能特性,且胞元边长越小,杆径越大,点阵层数越多,吸能特性越佳。理论分析、数值模拟和物理实验所得规律基本一致,可为后续皮肤组织工程支架的研制提供相关理论参考。

基于光Blass矩阵的光控二维多波束产生

多波束是电子信息装备实现多功能、多任务、大容量信息传输与处理的关键。围绕新一代相控阵系统对宽带多波束形成网络的应用需求,提出一种基于光Blass矩阵的两级级联结构产生二维多波束的实现方法。通过光域相干波束形成技术完成第一级水平方向的波束合成,再利用光域非相干波束形成技术实现第二级垂直方向的波束合成,进而获得空域二维波束。采用该架构,一方面可突破光波长数量不足对光控波束形成网络阵列规模的限制,可将光控相控阵系统的单元规模从数十个提升至数百个甚至更多;另一方面可大幅减少光控多波束芯片的数量,对于阵元数N×N、波束数量M×M的多波束系统,波束芯片数量可从M^(2)个减少到(N+M)个。同时该方案可采用光子集成技术手段实现,在简化多波束系统结构与提升系统可靠性方面具有无可比拟的优势。

基于LQR的一级倒立摆控制器优化设计

沿用文献的数学模型及物理参数,以经验法自行设计LQR控制器加权矩阵Q、P,利用MATLAB完成反馈矩阵K的计算,通过逐项比对分析,对矩阵Q、P进行调整,使控制器性能更加优越。从Matlab模拟结果来看,与所选文献相比,该文的LQR控制器稳定性更好。

130 m中承提篮系杆钢拱桥吊杆力优化与施工控制

采用有限元分析软件MIDAS Civil对石家庄市泊水湾大桥进行研究,对采用零位移法、刚性支承连续梁法、最小弯曲能量法计算得到的合理成桥状态进行对比分析,利用正装迭代法计算三种不同张拉次序的吊杆张拉力,并用影响矩阵法修正杆力值,确定较优的张拉次序。研究发现,最小弯曲能量法得到的成桥吊杆力分布较均匀,端部杆力较中部杆力值偏差较大的问题基本消除,且拱肋最大弯矩较小,系梁和拱肋端部弯矩整体分布较均匀;对比三种不同的吊杆张拉次序,张拉次序一(由跨中至梁端依次张拉)从施工经济性和合理性等方面要优于张拉次序二(由梁端至跨中依次张拉)和张拉次序三(跳杆张拉);三组不同张拉次序下的吊杆力经过迭代,虽然吊杆力最大偏差值均有所降低,但是按照张拉次序一进行迭代计算的成桥吊杆力优于按照张拉次序二和张拉次序三迭代计算的成桥吊杆力。

冰糖橙种植园土壤团聚体特征及其影响因素

[目的]探究冰糖橙种植园土壤团聚体的特征以及影响因素,为减少土壤侵蚀,增加柑橘园土壤保水保肥能力提供科学参考。[方法]采集板页岩风化物、紫色砂岩风化物、砂岩风化物、第四纪红土风化物发育的冰糖橙种植园土壤样本,并同步收集相关的耕作、地理等信息;采用土壤结构稳定性指标R 0.25,GWD,MWD、分形维数(D)与土壤可蚀性K值对团聚体及其有机碳含量等进行方差分析、相关分析。[结果]①粒径>0.25 mm的团聚体占总团聚体的78%~85%。随着团聚体粒径减小,分级土壤含量整体呈逐渐减小趋势。②4种母质发育的土壤GWD在0.536~0.797之间;MWD在0.890~1.208之间;分形维数(D)在2.434~2.480之间;土壤可蚀性K值在0.0608~0.0697之间。③有机碳含量随着粒径增大有先减小后增大趋势,整体上呈V形分布,其中0.250~0.053 mm微团聚体的有机碳含量最低;大团聚体的有机碳相对贡献率在82%~87%。④随着种植年限增加,外源有机碳的不断输入,土壤结构稳定性指标R 0.25,GWD与MWD极显著增大,分形维数(D)与土壤可蚀性K值极显著减小;说明土壤结构的稳定性在不断增强。[结论]研究区冰糖橙种植园大团聚体含量高,土壤稳定性较强;且各母质的土壤稳定性处于同一水平。成土母质的砂粒含量与人为扰动直接对团聚体稳定性产生作用、外源有机碳、种植年限,纬度与海拔共同作用于有机胶结物质来影响土壤稳定性。

增量网络法矩阵形式的灵敏度分析方法研究

灵敏度是衡量物理仪表输出对所测量参数变化敏感程度的一个重要标志,通过灵敏度的研究可加深对仪表内部的网络构造和电路原理的理解,特别是电学仪表更要注重灵敏度的提高。本中通过灵敏度分析实例,包括问题的提出、问题分析、问题讨论和问题解答,最终说明增量网络法的矩阵形式分析电路灵敏度时,需要掌握电路原理的本质、求解方法的适用范围和分析方法的多样性。

喷射成形(SiC_(p)+β-LiAlSiO_(4))/6092Al基复合材料的界面结构及性能

采用喷射成形技术和模锻工艺成功制备45%SiC_(p)/6092Al、5%β-LiAlSiO_(4)/6092Al和(45%SiC_(p)+5%β-LiAlSiO_(4)(Euc))/6092Al(质量分数)基复合材料。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对复合材料试样的显微组织、界面结构及物相成分进行分析,采用热膨胀仪和电子万能试验机分别对复合材料试样的热膨胀性能、弯曲强度和模量进行测试。结果表明:(45%SiC_(p)+5%Euc)/6092Al基复合材料中碳化硅颗粒和Euc颗粒在6092Al基体中分布均匀,并与铝基体形成强力结合界面,SiC_(p)/Al和Euc/Al界面平直清晰,没有发现界面反应。复合材料试样经固溶人工时效后,在303~473 K温度范围内,(45%SiC_(p)+5%Euc)/6092Al基复合材料试样的线膨胀系数为14.68×10^(−6)K^(-1),弯曲强度和模量分别达到589 MPa和165 GPa。

用矩阵形式的电路方程分析多层特斯拉线圈

用矩阵形式的电路方程分析了多层特斯拉线圈,包括网孔电流及其灵敏度,等效二端口阻抗参数矩阵及其灵敏度,电压增益及其灵敏度等。为矩阵形式电路方程寻到了一种具体应用场景,使这部分教学内容有了踏实的着陆点。同时,还可以让学生初步了解特斯拉线圈的电磁现象,并促进教师在科研中注重凝练教学案例。

非线性振动系统的多项式向量方法

对于常微分方程描述的非线性振动系统,当采用摄动方法求近似解时,先是给出满足各阶近似解的二阶常微分方程组,继而依次对每一个常微分方程进行求解,以致多自由度非线性振动系统的求解过程相当繁琐.文章针对常微分方程表示的非线性振动系统,提出了一种求解非线性振动系统近似解的多项式向量方法,该方法将二阶常微分方程组表示成一阶状态方程组,将非线性部分写成常数矩阵和多项式向量之积的形式.然后,采用直接摄动方法,获得每个幂次近似解所满足的一组状态方程,此时状态方程的非线性部分成为常数矩阵和前一幂次近似解作为元素组成的多项式向量的乘积.进一步,借助Toeplitz矩阵将多项式向量之乘法表示成矩阵形式,以解决多项式相乘带来的幂次方系数的确定问题,再根据一阶非齐次方程组的求解方法,获得状态方程组的全部近似解析解.多项式向量方法将二阶常微分描述的非线性振动求解过程转换为一阶非齐次状态方程组的求解问题,计算过程主要是矩阵和向量之间乘法运算,提高了计算效率和程序化水平.