自适应变尺度混沌免疫优化算法及其应用

结合混沌优化算法与免疫算法的特点,提出了一种采用折叠次数无限的自映射X=sin(2/x)产生混沌变量的自适应变尺度混沌免疫优化算法.该算法通过自适应变尺度方法不断调整优化变量的搜索空间,同时采用最大循环次数作为控制指标,既保证了寻优的准确性,又保证了算法的快速性.应用该算法对3个测试函数进行优化计算得到了比较满意的结果.将此算法应用于移动Ad Hoc网络入侵检测时的仿真实验结果表明,自适应变尺度混沌免疫优化算法能有效地减少对训练样本的依赖,同时减少噪音数据对入侵检测系统性能的影响,适用于移动自组网络对于入侵检测系统高检测率、高抗噪能力和低计算延迟的要求.     

光学超构表面的微纳加工技术研究进展

超构表面由二维平面内精心排布的亚波长单元组成,为设计超紧凑型光学元件提供了新的范式,在微型化光学系统方面显示出了极大的潜力。在不到十年时间里,超构表面由于具有超轻、超薄且能够操纵光波的各种参量以实现多功能集成的优势在多学科领域引起了广泛的关注。然而,在光学波段,高自由度、非周期、排列密集的超构单元对其加工制备提出了很多极端的参数要求,如极小尺度、极高精度、高深宽比、难加工材料、跨尺度等,这使得超构表面从实验室走向实际应用面临极大的挑战。文中总结了近些年用于超构表面各类微纳加工方法的各类方法的原理、特点和最新进展,包括小面积直写方法、大面积模板转移方法以及一些新兴的加工方法。最后,针对超构表面在加工方面的目前的挑战和未来的发展趋势进行了总结和展望。     

铝合金水射流参数对淬火界面传热行为的影响

采用末端淬火试验装置,以6082铝合金圆棒试样为对象,对水射流淬火过程中界面的传热行为进行了研究。通过反传热法求解了不同试验参数条件下的界面热流密度(q)和界面传热系数(h),并分析了试样淬火初始温度、试样表面流量密度和表面粗糙度对界面传热的影响规律。结果表明:铝合金水射流淬火过程中,q和h随试样表面温度减小先增大后减小。试样淬火初始温度越高,q和h及其峰值qmax和hmax越大,过渡沸腾阶段平均淬火冷却速率也越大。试样表面流量密度对过渡沸腾传热与核沸腾传热均有显著影响,且其值越高,平均淬火冷却速率越大,qmax和hmax也越大。在过渡沸腾阶段,表面粗糙度对界面传热几乎没有影响;在核沸腾阶段,表面粗糙度对界面传热有明显影响,且当表面温度低于170℃时,随表面粗糙度增大,q、h和hmax先减小后增大,这可能与成核位置密度随表面粗糙度增大的变化规律有关。     

深度超圆盘分类器及其在旋转机械故障诊断中的应用

几何模型分类器具有坚实的几何统计基础和良好的泛化能力,因此在旋转机械故障诊断中取得了较高的分类精度。与仿射包和凸包相比,超圆盘（Hyperdisk,HD）对样本分布区域的估计更加合理。但超圆盘模型属于浅层学习模型,对复杂函数的表示能力有限,存在学习能力和泛化能力差等缺点。针对这个问题提出一种深度超圆盘分类器（Deep Hyperdisk Large Margin Classifier,DHD）,该方法通过模块叠加的方式将超圆盘分类器深度化,利用特征提取公式从每层模块的输入样本中自主提取新的特征值,并将其应用在下一层模块的训练学习中。将所提方法应用到旋转机械故障诊断当中,实验结果表明该方法对故障样本的分类准确率高于其他模型算法,且对不均衡样本和强噪声背景下的故障样本均具有良好的分类能力。     

结合灵敏度分析的圆锥壳-折板结构动力学研究

圆锥壳-折板结构在航空舱体装备结构中十分常见,作为航空装备重大核心精密科学仪器设备的承载体,舱体结构强度设计问题尤为关键.本文以圆锥壳-折板结构为对象,对其动力学特性展开分析.通过仿真计算,得到圆锥壳-折板结构在随机振动下的响应结果,并且建立材料参数与动力学响应之间的响应面函数.进一步利用Spearman秩相关系数,进行灵敏度分析,筛选出圆锥壳与折板结构中影响舱体结构动强度的主要因素.最后得到各个主要因素对于响应面动力学响应的影响规律曲线.     

基于高频阻抗检测的隐极式永磁同步电机三步无位置传感器起动技术

针对隐极式永磁同步电机初始位置难以检测的难题,提出了一种基于高频阻抗空间分布检测技术的初始位置估算方法。该方法利用不同位置的高频阻抗分布特性不同的特点,通过在转子的不同空间位置注入高频信号,获得隐极式永磁同步电机的初始位置信息。基于获得的隐极式永磁同步电机初始位置,进一步提出了一种三步无位置传感器起动方法。通过该起动方法,可以获得较小的起动电流,实现隐极式永磁同步电机在无位置传感器控制条件下的零速稳定起动、低速开环运行以及到闭环控制的平稳过渡。在一台隐极式永磁同步电机上进行了实验验证。实验结果表明,该方法不仅能获取隐极式永磁同步电机的初始位置,而且能显著降低起动电流大小,并实现隐极式永磁同步电机在零、低速工况下的高频注入无位置传感器控制。     

混凝土泵车臂架回转系统动力学分析及预测

针对混凝土泵车臂架回转系统的振动性能,基于多体动力学理论建立包括回转齿轮啮合驱动的臂架刚柔耦合动力学模型,对其动态特性和振动响应进行动力学预测分析。动力学仿真求解和试验测试结果表明,仿真模型与试验样机的固有频率误差为4%左右,阻尼比误差为13%,臂架末端横向振动位移曲线基本吻合,验证了动力学模型和仿真结果的准确性和有效性。通过对典型姿态下臂架回转系统的动力学预测,得到臂架在水平、弓形和L形姿态下的末端横向振动位移的最大幅值分别为1 300 mm、980 mm和244 mm;振动衰减时间分别为50 s、55 s和62 s;横向振动阻尼比分别为0.026 7、0.02和0.01;横向振动固有频率分别为0.224 6 Hz、0.253 9 Hz和0.302 7 Hz;预测分析结果为臂架的减振研究提供理论依据。     

MWNT-g-PBA的制备及对PVC的改性

采用原子转移自由基聚合(ATRP)方法在多壁碳纳米管(MWNT)表面接枝聚丙烯酸丁酯(PBA),制备得到PBA接枝MWNT(MWNT-g-PBA),并以此对聚氯乙烯(PVC)行改性。红外光谱(FTIR)及射电子显微镜(TEM)分析结果表明,采用ATRP法成功地将PBA接枝到MWNT的表面。采用熔融共混法制备了PVC/MWNT-g-PBA复合材料,对其力学性能和耐热性能进行了研究。结果表明,MWNT-g-PBA可以显著提高复合材料的拉伸强度和冲击强度,同时复合材料的耐热性能并未受到较大影响。     

EPP泡沫填充对铝蜂窝动态冲击性能的影响研究

采用动态冲击实验方法研究了EPP(聚丙烯塑料发泡材料)泡沫填充对铝蜂窝结构动态冲击性能的影响。研究发现:在相同的冲击速度下,相对空铝蜂窝,EPP泡沫填充铝蜂窝结构的初始峰值应力和平均应力分别提高了32.86%~68.57%和15.00%~72.50%,比吸能下降了33.54%~66.56%;在相同的泡沫密度下,填充结构的初始峰值应力、平均应力和比吸能值均随着冲击速度的增加而增加,2.6 m/s和3.2 m/s时的比吸能比2 m/s时的比吸能3.26 J/g增加了68.10%~152.45%;对比准静态压缩实验,动态冲击中的初始峰值应力提升了1.72%~12.04%,平均应力下降了6.51%~18.84%,比吸能下降了31.50%~65.50%。研究表明,利用EPP泡沫填充铝蜂窝,能改善铝蜂窝结构的轴向动态冲击性能。     

铝合金前防撞横梁的服役性能预测及评价

在某车型前舱的设计空间内,设计了一款基于铝型材的前防撞横梁,并通过准静态和动态拉伸试验获得了铝合金的应力-应变曲线,开展了前防撞横梁的服役性能预测及评价。结果表明,6061-T6和6082-T6铝合金的流变应力具有明显的应变速率效应。相比之下,6061-T6铝合金的屈服强度略高,而6082-T6铝合金的应变硬化和应变速率硬化更强;40%重叠偏置碰撞的最大侵入量和应变均大于100%重叠正面碰撞,两者的最大侵入量分别为29.2和29.1 mm,最终侵入量分别为22.4和14.9 mm;拖钩强度工况下,前防撞横梁各结构和焊缝的安全系数均大于1.45,6061-T6铝合金部件、6082-T6铝合金部件和焊缝处的最大疲劳损伤分别为0.435、0.103和0.460,满足强度和损伤的评价指标。