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无人机高能效立体覆盖中轨迹与资源优化

电子与信息学报 2024年第9期46卷 3553-3562页

作者：赵楠黄香港邓娜邹德岳大连理工大学信息与通信工程学院大连116024

“泛在覆盖”将成为6G的主流网络形式,完成在高山、丘陵、沙漠等网络盲区的通信部署,实现全域无线覆盖,但在远区大规模部署地面基站较为困难。为此,该文将无人机(UAV)通信与非正交多址接入(NOMA)相结合,提出一种高能效立体覆盖方案最大... 详细信息

“泛在覆盖”将成为6G的主流网络形式,完成在高山、丘陵、沙漠等网络盲区的通信部署,实现全域无线覆盖,但在远区大规模部署地面基站较为困难。为此,该文将无人机(UAV)通信与非正交多址接入(NOMA)相结合,提出一种高能效立体覆盖方案最大化网络吞吐量能效。首先,建立系统模型,基于K-Means算法与Gale-Shapley算法提出用户配对方案。其次,在用户配对完成后,将初始问题拆分为两个优化子问题并分别转化为凸。最后,利用块坐标上升法交替优化无人机轨迹和发射功率最大化能量效率。仿真结果表明,相较于其它基准方案,该文方案可以显著提高大规模无线覆盖下空地网络的吞吐量能效。

关键词：无人机非正交多址接入凸优化用户配对资源分配

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500m口径射电望远镜(FAST)索网结构风致破坏概率评估

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土木工程学报 2024年第8期57卷 1-8,22页

作者：杨洋阳李宏男李超李庆伟付兴大连理工大学辽宁大连116024 中国科学院北京100101

大跨空间索网结构风敏感性突出,极易遭受风荷载影响。针对目前缺乏此类结构抗风性能评估方法的问题,以大跨空间索网结构FAST为例,提出一种基于实测风场数据的风致破坏概率分析方法。采集1971年~2020年结构所处地区的大量实测风速数据,... 详细信息

大跨空间索网结构风敏感性突出,极易遭受风荷载影响。针对目前缺乏此类结构抗风性能评估方法的问题,以大跨空间索网结构FAST为例,提出一种基于实测风场数据的风致破坏概率分析方法。采集1971年~2020年结构所处地区的大量实测风速数据,通过概率分布拟合建立场地的风灾危险性模型。建立FAST的精细化有限元分析模型并模拟风荷载时程输入,采用非线性动力时程分析对结构的风振反应进行计算,基于概率性需求模型绘制易损性曲线。最后,结合得出的风灾危险性和结构易损性,计算得出FAST结构在所处场地实际风灾环境中的破坏概率。研究表明:该地极限风速为17m/s,风速在0~10m/s的概率最大;在120°、210°和300°风向角下,下拉索均为易损构件,210°风向角上吸风对索网结构最不利;在最不利风向角下,结构达到轻微破坏、中等破坏和严重破坏的总破坏概率分别为1.8359×10^(-4)、1.1499×10^(-5)和1.3202×10^(-6)。

关键词： FAST 索网结构风灾危险性风致易损性破坏概率

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绳驱桁架结构伸展臂的主动振动控制

计算力学学报 2024年第1期41卷 139-144页

作者：蔡志勤曹彬彬彭海军大连理工大学工程力学系大连116024 大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连116024

伸展臂由于受到空间温度变化和卫星机动动作的影响,不可避免地会产生振动。在阻尼较低的空间环境中,这种振动衰减较慢,影响伸展臂的正常工作。因此,合适的振动控制方法对于伸展臂的正常工作至关重要。本文采用拉绳作为作动器的空间桁架... 详细信息

伸展臂由于受到空间温度变化和卫星机动动作的影响,不可避免地会产生振动。在阻尼较低的空间环境中,这种振动衰减较慢,影响伸展臂的正常工作。因此,合适的振动控制方法对于伸展臂的正常工作至关重要。本文采用拉绳作为作动器的空间桁架结构伸展臂,研究其作动绳上铰链串联顺序的优化和模型预测控制律的设计,这两部分内容均考虑了作动绳的单边约束和饱和约束。首先,通过ANSYS软件获取结构的模态信息;然后结合系统可控性原理和遗传算法计算出作动绳上铰链串联最优顺序;最后,在数值仿真中,通过设计的控制率对一个由四个单元组成的桁架结构伸展臂的振动控制过程进行仿真分析。结果表明,提出的作动绳串联铰链的方式能够有效抑制伸展臂的振动。

关键词：桁架结构伸展臂绳驱模型预测控制振动控制作动器位置优化

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动态感受野的图像分割神经网络模型

计算机辅助设计与图形学学报 2024年

作者：刘洋舒利明孔雨秋杨婉肖李英平孔程玉大连理工大学创新创业学院大连理工大学电子信息与电气工程学部大连理工大学机械工程学院

针对基于U-net的分割方法在医学图像分割领域存在的下采样阶段信息丢失，以及因固定尺寸卷积核带来的局部多尺度语义信息提取不足的问题，提出一种动态感受野的神经网络模型. 首先通过构建特征递进级联模块，获取编码器多尺度局部语... 详细信息

针对基于U-net的分割方法在医学图像分割领域存在的下采样阶段信息丢失，以及因固定尺寸卷积核带来的局部多尺度语义信息提取不足的问题，提出一种动态感受野的神经网络模型. 首先通过构建特征递进级联模块，获取编码器多尺度局部语义特征并将其赋值给解码器，提升模型解码阶段图像语义信息修复的效果; 然后设计局部视野偏移模块，增强固定尺寸卷积核提取视野内上下文语义信息的能力. 在ISIC2018和BUSI癌症图像分割数据集上的实验结果表明，所提模型的IoU指标达到83.92±0.26和70.45±1.70， Dice系数达到91.09±0.23和83.39±1.15，比现有的医学图像分割方法更优.

关键词：医学图像分割动态感受野特征递进级联局部视野偏移

考虑微裂纹随机分布的堆石颗粒准静态强度统计模型

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岩土力学 2024年第5期45卷 1378-1387页

作者：闫世豪迟世春王晋伟郭宇周新杰大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室辽宁大连116024 大连理工大学建设工程学院工程抗震研究所辽宁大连116024 山西大学电力与建筑学院山西太原030031

材料内部裂纹尺寸、形状、转向和空间位置的随机分布对其强度有直接的影响。为了研究地震准静态荷载作用下堆石颗粒强度与尺寸和应变率的统计关系,在最弱链理论的框架下假设颗粒内部裂纹的尺寸和空间位置均服从幂律分布,建立了由颗粒累... 详细信息

材料内部裂纹尺寸、形状、转向和空间位置的随机分布对其强度有直接的影响。为了研究地震准静态荷载作用下堆石颗粒强度与尺寸和应变率的统计关系,在最弱链理论的框架下假设颗粒内部裂纹的尺寸和空间位置均服从幂律分布,建立了由颗粒累积破坏概率和体积构成的复合参数与强度的关系。从微观角度应变率效应提高了内部裂纹的强度,降低了单位体积的失效概率,同时使裂纹的空间位置分布更稀疏,减弱了颗粒强度的尺寸效应。不同加载速率的颗粒破碎试验结果表明:随着加载速率的增大,存在逐渐减小的空间分布幂指数使颗粒复合参数汇集在由最弱链统计模型决定的主曲线上。

关键词：颗粒强度尺寸效应应变率效应统计模型

考虑滞回效应的螺栓连接组合结构非线性随机振动分析

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振动与冲击 2024年第5期43卷 223-230页

作者：吴鹏辉王纪磊毛晨洋赵岩大连理工大学运载工程与力学学部工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室辽宁大连116023 大连理工大学宁波研究院浙江宁波315016

针对具有滞回效应的螺栓连接组合结构,结合虚拟激励法和多谐波平衡法实现了随机振动响应频域功率谱分析。首先,对于随机激励作用下的组合结构,以Jenkins模型进行本构建模。其次,将随机激励表达为复指数级数,将响应谱分析转化虚拟响应的... 详细信息

针对具有滞回效应的螺栓连接组合结构,结合虚拟激励法和多谐波平衡法实现了随机振动响应频域功率谱分析。首先,对于随机激励作用下的组合结构,以Jenkins模型进行本构建模。其次,将随机激励表达为复指数级数,将响应谱分析转化虚拟响应的向量运算,提出了扩展虚拟激励法(extended pseudo excitation method, E-PEM)。最后,对虚拟响应求解中频域本构的计算困难,引入时频变换处理;将非线性迭代转换为优化问题并利用信赖域方法求解,有效解决了传统牛顿法的收敛困难。以二自由度和组合梁模型为对象,研究了结构的随机振动响应谱特性,并同蒙特卡罗模拟法对比验证E-PEM的正确性,同时对结构特有的非线性随机振动机制进行了讨论。结果表明:建立的E-PEM为一般非线性结构随机振动频域分析提供了一个可借鉴的求解思路。

关键词：滞回效应随机振动虚拟激励法(PEM) 多谐波平衡法

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高校内部质量保障流程构建:一个框架性示例

高等工程教育研究 2024年第4期 1-6,58页

作者：李志义宫文飞黎青青大连理工大学大连理工大学高等教育研究院

质量保障流程是高校内部质量保障体系的三大核心之一。基于高校内部质量保障标准构建框架,针对目标保障、资源保障、过程保障和管理保障4个方面、16个质量保障要素、52个质量保障标准项及质量要求,提出达到质量要求的主要途径(做什么、... 详细信息

质量保障流程是高校内部质量保障体系的三大核心之一。基于高校内部质量保障标准构建框架,针对目标保障、资源保障、过程保障和管理保障4个方面、16个质量保障要素、52个质量保障标准项及质量要求,提出达到质量要求的主要途径(做什么、谁来做)。框架性示例阐述了高校内部质量保障流程构建的依据、思路与方法。

关键词：内部质量保障质量保障体系质量保障流程

碳纤维增强陶瓷基复合材料超声振动辅助铣削加工技术的研究进展

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机械工程学报 2024年第9期60卷 26-56页

作者：董志刚王中旺冉乙川鲍岩康仁科大连理工大学高性能精密制造全国重点实验室大连116024 大连理工大学辽宁省先进复合材料高性能制造重点实验室大连116024

碳纤维增强陶瓷基复合材料(C_(f)/SiC复合材料)具有良好的化学和热稳定性、高比强度、耐高温以及低密度等优点,被广泛应用于航空航天、高速列车以及核能等领域。目前陶瓷基复合材料构件普遍采用近净成形技术制备,但仍需进行二次加工以... 详细信息

碳纤维增强陶瓷基复合材料(C_(f)/SiC复合材料)具有良好的化学和热稳定性、高比强度、耐高温以及低密度等优点,被广泛应用于航空航天、高速列车以及核能等领域。目前陶瓷基复合材料构件普遍采用近净成形技术制备,但仍需进行二次加工以满足最终装配的尺寸精度和几何公差。然而,由于C_(f)/SiC复合材料具有各向异性和多相非均质的材料特性,其高效低损伤加工需求备受关注。因此,系统地综述了文献报道的C_(f)/SiC复合材料超声振动辅助铣削加工技术相关研究进展。首先概述了陶瓷基复合材料传统机械加工以及特种能场辅助加工技术的研究现状。其次,从陶瓷基复合材料超声振动辅助铣削加工过程中直角切削试验和有限元仿真两方面总结了材料去除机理和超声作用机制;介绍了陶瓷基复合材料超声振动辅助铣削中切削力建模的方法和陶瓷基复合材料加工表面损伤及其剩余强度方面的研究。最后,分析了陶瓷基复合材料超声振动辅助铣削加工的发展趋势以及展望未来研究方向。

关键词：陶瓷基复合材料 C_(f)/SiC复合材料超声振动辅助铣削材料去除机理铣削力模型加工损伤剩余强度

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面向工业4.0的高等工程教育横贯能力培养

高等工程教育研究 2024年第2期 12-17页

作者：李志义潘超大连理工大学大连理工大学高等教育研究院

工业4.0使工程技术人才面向知识与技术迭代加速、工作场域更复杂的情境,使高等工程教育面临横贯能力培养新挑战。高等工程教育横贯能力培养面临复杂工作情境和交互紧密世界的外部推力,面临跨步式工业进程下学生横贯能力短板严重、教育... 详细信息

工业4.0使工程技术人才面向知识与技术迭代加速、工作场域更复杂的情境,使高等工程教育面临横贯能力培养新挑战。高等工程教育横贯能力培养面临复杂工作情境和交互紧密世界的外部推力,面临跨步式工业进程下学生横贯能力短板严重、教育系统内横贯能力框架缺乏清晰指南、系统性支持缺位导致横贯能力课程推进困难、工具理性价值取向使横贯能力认同度较低等困境。高等工程教育横贯能力培养支持性策略是:正确认知跨步式工业进程、调和阵痛期人才培养供需矛盾,制定科学横贯能力框架、为横贯能力培养提供方向指引,提供多维度系统性支持、稳步推进高校横贯能力课程建设,引导教育目标的价值取向、提升各主体的横贯能力认同度。

关键词：横贯能力框架外部推力多维系统支持课程建设