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基于遗传算法的斜拉桥基准模型参数修正方法

湖南大学学报（自然科学版） 2024年第5期51卷 95-105页

作者：马海英邱媛夏烨赖明辉李清岭同济大学土木工程学院上海200092 四川省公路规划勘察设计研究院有限公司四川成都610041 上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司上海200092

健康监测对于斜拉桥结构全寿命的安全使用十分重要,而使用传感器采集斜拉桥数据进行健康监测存在盲区.结合Benchmark模型对桥梁结构进行监测,能够在给定状态下,比较和评价不同的健康监测方法标准,对桥梁的设计、运营以及管养等方面有重... 详细信息

健康监测对于斜拉桥结构全寿命的安全使用十分重要,而使用传感器采集斜拉桥数据进行健康监测存在盲区.结合Benchmark模型对桥梁结构进行监测,能够在给定状态下,比较和评价不同的健康监测方法标准,对桥梁的设计、运营以及管养等方面有重要意义.本文基于背景工程,提出用于斜拉桥结构健康监测的基准模型.首先,使用Matlab建立斜拉桥的鱼骨梁简化有限元模型,并建立斜拉桥的板壳单元精细模型,作为简化补充模型和模态矫正模型;其次,采用正交试验设计,对建模过程中的待修正参数进行斜拉桥动力特性参数的显著性分析;最后,基于遗传算法对模型参数进行修正,提出了动态自适应技术和并列选择的方法优化遗传算法结构,干涉遗传选择过程,并赋予初始种群更高的离散性,与调用GA函数的方法对模型进行修正进行比较,验证了改进后的遗传算法具有更高的计算效率,模态参数误差较小.

关键词：斜拉桥基准模型鱼骨梁模型板壳单元模型健康监测改进遗传算法

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铝锂合金压铆壁板残余应力与疲劳性能分析

稀有金属材料与工程 2024年第2期53卷 474-482页

作者：丁坤英杨翼飞张涛郭万森中国民航大学天津市民用航空器适航与维修重点实验室天津300300

作为新型轻质合金材料,铝锂合金已被广泛应用于飞机蒙皮、壁板等结构的制造。飞机蒙皮与壁板之间通过自动压铆的方式进行连接,压铆后孔周残余应力的分布形式与压铆结构的疲劳性能息息相关。本研究使用ABAQUS软件建立了2060-T8铝锂合金... 详细信息

作为新型轻质合金材料,铝锂合金已被广泛应用于飞机蒙皮、壁板等结构的制造。飞机蒙皮与壁板之间通过自动压铆的方式进行连接,压铆后孔周残余应力的分布形式与压铆结构的疲劳性能息息相关。本研究使用ABAQUS软件建立了2060-T8铝锂合金壁板压铆过程的有限元模型,通过有限元分析发现了压铆后铆孔壁面上的残余应力由靠近镦头处到靠近钉头处逐渐降低的分布规律。随着压铆力由28.5 k N增大至46 k N,铆钉材料为2117-T4的压铆壁板孔壁平均残余应力提高了0.33倍,残余应力沿壁板厚度上分布的均匀度提升1.8倍;铆钉材料为7050-T73的压铆壁板孔壁平均残余应力提高0.58倍,残余应力沿壁板厚度上分布的均匀度提升1.84倍。疲劳裂纹萌生于铆接下板孔壁附近,随着压铆力由32.5 k N增大至42 k N,铆钉材料为2117-T4的压铆壁板疲劳寿命提升了0.31~0.8倍,铆钉材料为7050-T73的压铆壁板疲劳寿命提升0.06~1.61倍。相比于铆钉材料为7050-T73的压铆壁板,相同工艺条件下铆钉材料为2117-T4的压铆壁板疲劳寿命提升0.12~0.44倍。

关键词：自动压铆有限元分析残余应力疲劳性能

等角贴敷压电分流片圆柱壳有限元建模及减振分析

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吉林大学学报（工学版） 2024年第2期54卷 365-374页

作者：孙伟杨俊东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819 东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室沈阳110819

考虑到圆柱壳结构容易出现花瓣型振型的特点,提出了一种等角贴敷多个压电分流片来对其进行振动抑制的方法。基于ANSYS平台,实现圆柱壳与压电片结构耦合,给出了分流电路中电子元件参数输入方法以及和压电片之间的耦合过程。以等角贴敷4... 详细信息

考虑到圆柱壳结构容易出现花瓣型振型的特点,提出了一种等角贴敷多个压电分流片来对其进行振动抑制的方法。基于ANSYS平台,实现圆柱壳与压电片结构耦合,给出了分流电路中电子元件参数输入方法以及和压电片之间的耦合过程。以等角贴敷4个压电分流片圆柱壳为对象进行实例研究,证明了建模方法的合理性以及压电分流阻尼对圆柱壳的减振效果。在此基础上进行参数影响分析,可以发现:对于电阻分流电路存在一个最优电阻值可使减振效果最优;压电片贴敷在变形相对大的区域以及增大尺寸对减振有利。

关键词：机械设计及理论压电分流薄壁圆柱壳有限元建模减振分析等角度贴敷

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基于危险天气不确定性的最小风险路径规划方法

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工程科学学报 2024年第5期46卷 887-896页

作者：王岩韬赵昕颐中国民航大学国家空管运行安全技术重点实验室天津300300

为降低飞行过程中遭遇危险天气的概率,同时避免大范围绕飞导致的路径与耗油增加,针对航路中的雷暴、积冰和颠簸天气,使用数值预报和概率预报,面向航前飞行计划,提出一种基于危险天气不确定性的最小风险路径规划方法.首先,基于概率预报... 详细信息

为降低飞行过程中遭遇危险天气的概率,同时避免大范围绕飞导致的路径与耗油增加,针对航路中的雷暴、积冰和颠簸天气,使用数值预报和概率预报,面向航前飞行计划,提出一种基于危险天气不确定性的最小风险路径规划方法.首先,基于概率预报数据使用配料法和C-F模型计算雷暴发生概率,基于数值预报数据计算积冰预测指数和颠簸预测指数;然后,融合多类型危险天气,提出一种具备风险标识的栅格化地图;在此基础上,改进传统路径最短的规划算法,构建以风险最小化为目标的Dijkstra和A^(*)算法;最后,使用2023年4月3日华中地区强对流天气预测数据建立风险地图,使用上述改进算法与传统Dijkstra、A^(*)和RRT算法进行路径规划并对比分析.结果表明,传统Dijkstra和A^(*)算法可计算得到最短飞行路径,而改进的A^(*)算法可计算得到总风险最小路径;若综合考虑飞行风险与路径长度,改进的Dijkstra算法最为适合.

关键词：危险天气概率预报不确定性推理飞行路径规划风险最小化

基于半监督小样本学习的北京市臭氧空间分布模式分类研究

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地球信息科学学报 2024年第3期26卷 725-735页

作者：孙津河海大学地球科学与工程学院南京211100 河海大学江苏省水资源环境遥感监测评估工程研究中心南京211100

研究城市臭氧空间分布模式有助于分析污染成因,也能够为污染防治提供科学依据。但过去多基于站点数据分析浓度平均分布的概括性特征,对全域浓度分布平面的描述有限,也很少进行分类研究,无法更全面地看待污染分布的多种模式及其时间变化... 详细信息

研究城市臭氧空间分布模式有助于分析污染成因,也能够为污染防治提供科学依据。但过去多基于站点数据分析浓度平均分布的概括性特征,对全域浓度分布平面的描述有限,也很少进行分类研究,无法更全面地看待污染分布的多种模式及其时间变化。本研究利用由卫星数据建模估计的臭氧日最大8 h滑动均值分布数据,针对臭氧空间分布模式标签化的难度提出一种面向小样本的半监督学习方法,以北京市为例进行分类实验。实验发现:(1) 2020年数据经预处理后以40个训练样本对249个测试样本进行分类,总体分类精度达81.12%,kappa系数达0.741 6,说明在小样本条件下半监督方法取得了较好的分类效果;(2)分类得到的8种模式中,“(东)南高(西)北低或东高西低”的模式1、“(西)北高(东)南低”的模式2以及“中心低”的模式6为主要模式,分别在暖季(3—10月)、冷季(11—次年2月)和冷暖季过渡期占据主导,这一时间规律反映出区域传输和光化学反应的季节性影响;(3)将2020年的训练样本迁移至2019年进行分类,在取得较高精度的同时也对上述规律进行了验证。以上结果表明,本研究提出的空间分布模式分类方法能够为全面确定高污染的防治区域以及分类研究不同污染事件的成因提供支持。

关键词：臭氧空间格局半监督分类图像分类小样本学习样本迁移季节性北京

面向货运任务的混电垂直起降无人机能量管理策略和任务路径综合优化

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航空学报 2024年第14期45卷 270-283页

作者：何程童玉奇夏兴禄陈刚南京航空航天大学无人机研究院南京210016 上海航天技术研究院上海宇航系统工程研究所上海201109 北京航空航天大学无人系统研究院北京100191

针对混电垂直起降无人机货运任务降低能耗和任务成本的需求,提出了混电垂直起降无人机能量管理策略和任务路径综合优化方法。综合考虑垂起、前飞和转换模态下的功率需求、电池充放电特性、发动机燃油特性,搭建了垂直起降无人机混电推进... 详细信息

针对混电垂直起降无人机货运任务降低能耗和任务成本的需求,提出了混电垂直起降无人机能量管理策略和任务路径综合优化方法。综合考虑垂起、前飞和转换模态下的功率需求、电池充放电特性、发动机燃油特性,搭建了垂直起降无人机混电推进系统能耗模型,提出了基于动态规划的垂直起降无人机混电系统能量管理策略,构建了能量管理策略和货运任务路径综合优化模型以及基于最短路径解算器和动态规划解算器的二级效用评价体系。利用该方法,对2个案例进行了整体运行路径及各架次的能量管理方案的优化。结果表明,相较于最短路径优化,所提方法能够综合考虑混电系统管理策略和运行路径对能耗的影响,在满足多种约束的前提下,可规划出合理的运行路径及对应的能量管理方案,实现了任务成本最小化。

关键词：垂直起降混电推进能量管理路径规划多学科优化

基于光流卷积网络的粒子图像测速自动掩模及速度场计算

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船舶力学 2024年第3期28卷 379-391页

作者：郭春雨范毅伟韩阳于长东徐鹏毕晓君哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001 哈尔滨工程大学信息通信学院哈尔滨150001 中央民族大学信息工程学院北京100081

粒子图像测速(PIV)技术是一种定量的非接触式全局速度场测量技术。在船舶与海洋工程领域,PIV实验中拍摄的粒子图像常出现结构物遮挡或自由液面等干扰现象,需要对其进行掩模后计算液相区域速度场。因此,实现PIV图像中干扰区域自动掩模及... 详细信息

粒子图像测速(PIV)技术是一种定量的非接触式全局速度场测量技术。在船舶与海洋工程领域,PIV实验中拍摄的粒子图像常出现结构物遮挡或自由液面等干扰现象,需要对其进行掩模后计算液相区域速度场。因此,实现PIV图像中干扰区域自动掩模及液相区域速度场高精度计算具有重要的意义。本文基于光流卷积神经网络LiteFlowNet,设计了一种可实现自动掩模及速度场计算的深度学习模型Mask-PIV-LiteFlowNet,并使用基于物体入水PIV实验图像掩模数据集和PIV速度场计算数据集制作的数据集对其进行训练和测试。测试结果表明,该模型能够有效减少临近掩模边界区域的速度场计算错误并能够精细地提取流场小尺度流动信息,相比于当前先进的PIV深度学习模型PIV-LiteFlowNet-en,本文提出的模型在对带结构物的合成粒子图像进行流场计算时精度获得了至少14.5%的提升,计算速度上获得了5.7%的提升。最后,使用楔形体入水PIV图像对提出的模型进行了测试,验证了模型的泛化能力。

关键词：粒子图像测速深度学习自动掩模速度场计算

考虑参考价格效应的最优灰色市场结构与定价决策

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中国管理科学 2024年

作者：冯颖陈苏雨魏敏张炎治中国矿业大学经济管理学院

基于分销商灰市和第三方灰市两种结构，分别探究了参考价格效应对供应链各成员定价决策及利润的影响，并分析了不同成员偏好的最优灰市结构。研究表明：分销商灰市下，参考价格效应对制造商来说是“双刃剑”，在市场发展初期，参考价格... 详细信息

基于分销商灰市和第三方灰市两种结构，分别探究了参考价格效应对供应链各成员定价决策及利润的影响，并分析了不同成员偏好的最优灰市结构。研究表明：分销商灰市下，参考价格效应对制造商来说是“双刃剑”，在市场发展初期，参考价格效应有助于制造商快速占领市场，提升市场占有率；而市场进入成熟期后，参考价格效应将导致灰市扩张，损害制造商利润并对品牌信誉产生负面影响；第三方灰市下，由于第三方投机者独立于系统之外，制造商应对灰市发展更为困难，参考价格效应对灰市运作的影响也更为模糊。对比两种灰市结构，发现：无参考价格效应时，分销商灰市更不利于制造商进行全渠道扩张，从而对制造商利润产生较大的负面影响；一个反直觉的发现是，分销商自行参与灰市获取的利润并非一定高于第三方灰市的情形；满足特定条件时，第三方灰市成为分销商灰市的帕累托改进。引入算例，发现参考价格效应的存在将导致不同灰市结构下成员利润的对比更为复杂；任何灰市结构下，参考价格效应都将导致社会福利下降；无论是否有参考价格效应，第三方灰市下的社会福利总是高于分销商灰市的情形。

关键词：灰色市场参考价格效应定价决策供应链

基于车桥耦合理论的斜拉桥拉索动力冲击系数及影响因素分析

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振动与冲击 2024年第7期43卷 67-74页

作者：李子超黎剑安冯东明东南大学混凝土与预应力混凝土结构教育部重点实验室南京210096 东南大学土木工程学院南京211189 东南大学智慧建造与运维国家地方联合工程研究中心南京211189

为了分析车辆荷载对斜拉桥拉索产生的冲击效应,以国内某在役斜拉桥和某型五轴重车作为研究对象,通过有限元方法分析不同工况下的拉索动力响应和冲击系数,将计算结果与国家现行规范进行比较,提出了拉索动力冲击系数的建议值。仿真案例考... 详细信息

为了分析车辆荷载对斜拉桥拉索产生的冲击效应,以国内某在役斜拉桥和某型五轴重车作为研究对象,通过有限元方法分析不同工况下的拉索动力响应和冲击系数,将计算结果与国家现行规范进行比较,提出了拉索动力冲击系数的建议值。仿真案例考虑了车速(50~120 km/h)、路面等级(光滑、A级、B级、C级)以及车辆横向位置对结果的影响。研究结果表明:经有限元分析出的拉索动力冲击系数大于现行规范中的取值;随着路面等级的增加,冲击系数越大;边缘车道上车辆产生的冲击效应大于中间车道的冲击效应;车速变化对不同位置处的拉索动力冲击系数影响并不相同;在相同工况下,短拉索的动力冲击系数较大。研究发现路面等级是影响拉索动力冲击系数的主要因素,因此建议根据路面等级对冲击系数进行取值,具体建议值为:光滑路面取0.08,A级路面取0.15,B级路面取0.25,C级路面取0.40。

关键词：车桥耦合系统斜拉桥拉索动力冲击系数路面不平度