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求解带约束优化问题的混合式多策略萤火虫算法

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控制与决策 2024年第8期39卷 2551-2559页

作者：吕莉潘宁康肖人彬王晖谭德坤南昌工程学院信息工程学院南昌330099 华中科技大学人工智能与自动化学院武汉430074

目前多目标优化算法主要针对如何处理多个目标之间的冲突,对于如何处理约束考虑较少,鉴于此,提出一种求解带约束优化问题的混合式多策略萤火虫算法(HMSFA-PC).首先,提出一种改进的动态罚函数策略对约束优化问题进行预处理,将其转换为非... 详细信息

目前多目标优化算法主要针对如何处理多个目标之间的冲突,对于如何处理约束考虑较少,鉴于此,提出一种求解带约束优化问题的混合式多策略萤火虫算法(HMSFA-PC).首先,提出一种改进的动态罚函数策略对约束优化问题进行预处理,将其转换为非约束优化问题;其次,对萤火虫算法本身进行改进,采用Lévy flights搜索机制有效地增大搜索范围;接着,引入随机扩张因子改进算法吸引模型,使种群突破束缚,有效避免早熟收敛,提出自适应维度重组机制,根据不同迭代时期选择差异性较大的个体进行信息交互、相互学习.为检验算法处理无约束优化问题的性能,将其在基准测试函数上与部分典型算法进行比较;为检验算法处理约束优化问题的性能,将其在实际约束测试问题中与一些顶尖约束求解算法进行比较.结果表明,HMSFA-PC在处理无约束优化问题时具有收敛速度快、收敛精度高等优势,并且在动态罚函数的协作下求解实际约束优化问题时仍具有良好的优化性能.

关键词：萤火虫算法约束多目标优化动态罚函数法 Lévy flights 随机扩张因子自适应维度重组

考虑法向接触力变化的机器人砂带磨削参数研究

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中国机械工程 2023年第7期34卷 803-811,820页

作者：陈庚向华叶寒肖飞华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074 佛山智能装备技术研究院佛山528234 南昌大学先进制造学院南昌330031

叶片表面粗糙度与型面尺寸精度对航空发动机整体性能和使用寿命有重要影响,为了解决机器人砂带磨削的切入切出阶段及曲率变化较大部位的法向接触力变化对表面粗糙度和材料去除深度一致性的影响,设计正交中心组合试验并用宽度学习算法建... 详细信息

叶片表面粗糙度与型面尺寸精度对航空发动机整体性能和使用寿命有重要影响,为了解决机器人砂带磨削的切入切出阶段及曲率变化较大部位的法向接触力变化对表面粗糙度和材料去除深度一致性的影响,设计正交中心组合试验并用宽度学习算法建立了磨削工艺参数与表面粗糙度和材料去除深度的预测模型,利用传感器测量的法向接触力与建立的预测模型,结合多重学习回溯搜索算法求解了自适应工艺参数,最后用得到的工艺参数进行了磨削试验,表面粗糙度和材料去除深度的试验值与模型预测值最大误差为14.2%和13.4%,表明所提方法可以保证表面粗糙度和材料去除深度的一致性良好。

关键词：机器人砂带磨削法向接触力工艺参数自适应技术

基于COMSOL的乳腺癌光热成像的可视化研究

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华中科技大学学报（自然科学版） 2022年第5期50卷 84-88页

作者：宋贤林李昱黎魏剑霜赖叶平南昌大学信息工程学院江西南昌330031 南昌大学高等研究院江西南昌330031 华中科技大学武汉光电国家研究中心湖北武汉430074

利用有限元模拟软件COMSOL Multiphysics设计了乳腺癌光热成像可视化模型,该模型研究了光在乳腺癌患者乳房中的传播和热传递情况.首先构建了乳房的简化模型并进行网格划分,随后对COMSOL中系数形式偏微分方程和生物传热模块进行耦合.将... 详细信息

利用有限元模拟软件COMSOL Multiphysics设计了乳腺癌光热成像可视化模型,该模型研究了光在乳腺癌患者乳房中的传播和热传递情况.首先构建了乳房的简化模型并进行网格划分,随后对COMSOL中系数形式偏微分方程和生物传热模块进行耦合.将系数形式偏微分方程简化近似为亥姆霍兹方程,对光在乳房及肿瘤中的传播进行可视化模拟,生物传热模块对光能量吸收导致的温度变化进行可视化.仿真结果表明:肿瘤处剩余光能量约为周围乳房组织剩余光能量的1.524%.肿瘤吸收的更多光能量导致其温度显著高于周围乳房组织的温度,温度差约为0.06 K.肿瘤中心的温度低于肿瘤边缘的温度,同时肿瘤靠近光源一侧的温度高于远离光源一侧的温度.该研究有助于理解光在人体乳房和乳腺肿瘤中的传播及相互作用,对乳腺癌的光热治疗有一定指导意义.

关键词：光热成像乳腺癌 COMSOL 光沉积热传递可视化

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电子互连无铅钎料及焊点蠕变行为研究进展

稀有金属材料与工程 2023年第12期52卷 4307-4324页

作者：张亮韩永典尹立孟胡小武孙磊厦门理工学院材料科学与工程学院福建厦门361024 天津大学材料科学与工程学院天津300350 重庆科技学院冶金与材料工程学院重庆401331 南昌大学机电工程学院江南南昌330031 常州大学机械与轨道交通学院江苏常州213164

针对近年来无铅钎料及焊点的蠕变失效问题,综合评述了蠕变变形行为及其在焊点可靠性评估中的应用。首先系统地介绍无铅钎料的蠕变行为,探讨含合金元素/颗粒无铅钎料蠕变性能改性机制。其次评述焊点蠕变行为,探讨焊点成分以及不同基板材... 详细信息

针对近年来无铅钎料及焊点的蠕变失效问题,综合评述了蠕变变形行为及其在焊点可靠性评估中的应用。首先系统地介绍无铅钎料的蠕变行为,探讨含合金元素/颗粒无铅钎料蠕变性能改性机制。其次评述焊点蠕变行为,探讨焊点成分以及不同基板材料对焊点蠕变特性影响的研究进展。再次结合具体电子器件,采用有限元模拟,分析基于有限元的焊点蠕变响应及疲劳寿命预测,评估焊点可靠性。最后针对无铅钎料及焊点蠕变行为的未来发展进行展望,分析其研究中存在的问题及解决办法,为焊点可靠性进一步研究提供理论支撑。

关键词：无铅钎料焊点蠕变行为蠕变疲劳寿命可靠性

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两偏振态测量偏振相关损耗

光子学报 2007年第12期36卷 2281-2283页

作者：丁攀峰王加贤庄其仁孙军强华侨大学信息科学与工程学院福建泉州362021 华中科技大学光电学院武汉430074

基于具有偏振相关损耗和双折射的密勒矩阵洛伦兹变化特性,提出了一种测量偏振相关损耗的新方法.证实了测量偏振相关损耗取决于密勒矩阵的第一列元素.提出了一种实用的测量方法.新方法对于偏振相关损耗的测量只需要两个输入偏振态,因此... 详细信息

基于具有偏振相关损耗和双折射的密勒矩阵洛伦兹变化特性,提出了一种测量偏振相关损耗的新方法.证实了测量偏振相关损耗取决于密勒矩阵的第一列元素.提出了一种实用的测量方法.新方法对于偏振相关损耗的测量只需要两个输入偏振态,因此具有测量速度快和测量误差小的优点,实验的测量结果证实了该方法的可靠性.

关键词：偏振度偏振态偏振相关损耗

SPS熔铸工艺制备Nb/Nb_5Si_3原位复合材料

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稀有金属材料与工程 2010年第8期39卷 1427-1430页

作者：龙文元夏春陈哲严有为南昌航空大学江西南昌330063 南昌工程学院江西南昌330099 华中科技大学湖北武汉430074

以Nb,Si粉末为原料,采用放电等离子烧结(SPS)技术,原位合成了密实的Nb/Nb5Si3复合材料。利用扫描电镜(SEM)、电子探针微区分析(EPMA)和X射线衍射(XRD)等手段对材料的组织结构进行了分析,并探讨了材料的结构形成机制。结果表明,合成的材... 详细信息

以Nb,Si粉末为原料,采用放电等离子烧结(SPS)技术,原位合成了密实的Nb/Nb5Si3复合材料。利用扫描电镜(SEM)、电子探针微区分析(EPMA)和X射线衍射(XRD)等手段对材料的组织结构进行了分析,并探讨了材料的结构形成机制。结果表明,合成的材料由近球状的Nb颗粒与Nb-Nb5Si3共晶组织组成;SPS过程中产生的放电等离子体使Si粉及Nb颗粒的表面熔化,熔融的Nb和Si在冷却过程中发生共晶反应而形成Nb-Nb5Si3共晶体,而未反应完的Nb颗粒则均匀分布在共晶组织中。

关键词：放电等离子烧结原位合成显微组织 Nb/Nb5Si3复合材料

土工合成材料加筋土挡墙运行期筋材拉力塑性力学分析方法

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中国科学：技术科学 2022年第7期52卷 1083-1095页

作者：刘华北王春海汪磊华中科技大学土木与水利工程学院武汉430074 江西理工大学软件工程学院南昌330031

土工合成材料加筋土挡墙结构具备优越的力学性能,与此同时,该类支挡结构可大大降低水泥及钢筋用量,从而降低碳排放,对于“碳达峰”“碳中和”具有重要意义.相较于其他支挡结构,加筋土挡墙结构历史较短,现有设计规程中挡墙的设计以稳定... 详细信息

土工合成材料加筋土挡墙结构具备优越的力学性能,与此同时,该类支挡结构可大大降低水泥及钢筋用量,从而降低碳排放,对于“碳达峰”“碳中和”具有重要意义.相较于其他支挡结构,加筋土挡墙结构历史较短,现有设计规程中挡墙的设计以稳定校核为主,但加筋土挡墙为柔性结构,其运行期的服役性能非常关键.本文总结了本研究团队10多年来在加筋土挡墙筋材拉力分析方面的研究成果,建立了一套正常荷载作用下筋材拉力的塑性力学分析方法.该方法以加筋土潜在内部滑移面处的筋土协调变形为基础,充分考虑填土非线性应力应变关系、填土塑性变形、筋材长期刚度、主动区填土的力学平衡以及面层的力学平衡,可比较合理地估算直立及倾斜面板加筋土挡墙在运行期的筋材拉力.本文以文献中的加筋土挡墙筋材拉力实测结果和数值模拟分析的结果验证了筋材拉力塑性力学分析方法的有效性.

关键词：土工合成材料加筋土挡墙服役性能筋材拉力塑性理论

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一种模仿人眼的汽轮机轴心轨迹识别方法

振动．测试与诊断 2015年第4期35卷 677-684,797页

作者：陈晓玥周建中肖剑付文龙张炜博夏鑫李超顺张勇传华东交通大学电气与电子工程学院南昌330013 华中科技大学水电与数字化工程学院武汉430074

针对轴心轨迹图像的特征不易提取,传统基于图像处理的轴心轨迹识别方法普遍存在信息提取不全面、形状表征不准确、特征向量与形状映射关系不明确等问题,提出了一种模仿人眼的轴心轨迹识别方法。该方法首先模仿人的眼睛来提取轴心轨迹结... 详细信息

针对轴心轨迹图像的特征不易提取,传统基于图像处理的轴心轨迹识别方法普遍存在信息提取不全面、形状表征不准确、特征向量与形状映射关系不明确等问题,提出了一种模仿人眼的轴心轨迹识别方法。该方法首先模仿人的眼睛来提取轴心轨迹结构、区域和边界3方面最直观有效的信息;然后,通过有效信息的全面集成完成形状的综合准确表征,使特征向量与形状之间的对应关系足够明晰;最后,通过反向传播(back propagation,简称BP)神经网络、径向基函数(radical basis function,简称RBF)神经网络和概率神经网络(probabilistic neural network,简称PNN)实现汽轮机轴心轨迹的自动识别。实验表明,提出的轴心轨迹识别方法简单、高效、准确。

关键词：汽轮机轴心轨迹故障诊断特征提取模仿人眼

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螺栓的冲击载荷分析

机械强度 2003年第6期25卷 628-631页

作者：杨雪春卢怀亮黄树槐何成宏杨国泰南昌大学机电工程学院南昌330029 华中科技大学材料科学与工程学院武汉430074

预紧螺栓所受拉力可根据力平衡和螺栓与被联接零件间的变形协调条件确定 ,其大小变化量为外加载荷变化量的几分之一。但当外加载荷是通过几个联接处有较大间隙的零件传递至螺栓时 ,这种分析方法就不再适用。由于间隙的存在 ,零件间的运... 详细信息

预紧螺栓所受拉力可根据力平衡和螺栓与被联接零件间的变形协调条件确定 ,其大小变化量为外加载荷变化量的几分之一。但当外加载荷是通过几个联接处有较大间隙的零件传递至螺栓时 ,这种分析方法就不再适用。由于间隙的存在 ,零件间的运动速度不协调 ,间隙消除时必然产生冲击 ,使螺栓承受冲击载荷。准确计算冲击载荷的大小对于螺栓的使用安全具有重要意义。某离合器式螺旋压力机的预紧联接螺栓 ,承受着螺杆和滑块重量、平衡回程缸下推力以及滑块回程制动期间较强的冲击力。文中通过分析制动期间螺旋副的冲击过程 ,建立螺栓变形的数学模型 ,导出冲击载荷解析式 ,提出降低冲击载荷的措施 ,为离合器式螺旋压力机回程制动机构的设计提供重要的参考 ,同时也为承受大惯性负载的螺旋机构的受力分析提供参考。

关键词：螺栓冲击载荷螺旋压力机离合器数学模型受力分析