应用卡尔曼滤波的激振力时域识别方法研究

激振力识别属于结构动力学中的第二类反问题,为识别振动系统的激励力,本文基于卡尔曼滤波器和最小方差估计的方法,分别建立了以系统位移和加速度为输入参数的激振力时域识别方法.推导了两种方法的识别公式,并对两种方法的识别结果和识别结果的稳健性进行了仿真分析.仿真结果表明,两种方法对噪声方差初值的设定均不敏感;以加速度幅值为输入的方法识别精度优于以位移幅值为输入的方法;以位移幅值为输入的方法识别结果稳健性较好.最后采用力锤敲击试验验证了识别方法的有效性和精度.     

面向复杂系统创新的TRIZ与DFSS集成应用模式

针对目前现有创新方法在解决复杂系统问题时出现问题定位不准,分析不彻底,难以产生创新性方案,以及复杂系统设计领域尚缺乏系统的方法论的问题.研究创新设计理论(Theory of Innovation Problem Solving,TRIZ)与六西格玛设计(Design For Six Sigma,DFSS)集成方法,根据复杂系统特点在不同设计阶段动态地集成各种工具,以完善的需求管理方法实现设计需求的无偏转化,运用AFD等工具在设计早期进行系统功能失效预测,集成多冲突问题与TRIZ工具实现概念设计阶段创新性求解,进而建立面向复杂系统创新的T-DFSS模型.最后以船舶模块化可倒栏杆创新设计实例验证该集成模式的有效性.     

表面离子印迹聚合物金属离子吸附材料研究进展

离子印迹聚合物吸附材料对模板离子具有强识别能力，对其可实现高选择吸附，因而离子印迹技术常用于制备高选择性吸附材料。但传统方法制备的离子印迹吸附材料，因识别位点容易被包埋导致其吸附容量小、吸附-脱附速率低，而表面离子印迹技术则是采用模板离子和聚合单体直接在载体表面或附近区域构筑选择性识别位点，所有活性位点均暴露，从而有效地解决了上述问题。本文从技术原理与合成原料、制备工艺方法以及载体材料类型等方面对表面印迹聚合物吸附材料近期研究进展情况进行了概述。针对相关研究现状，从载体材料、功能单体、目标离子等角度分析和讨论了表面离子印迹聚合物吸附材料当前发展中的不足及其所面临的挑战，并对表面离子印迹技术发展趋势和前景进行了展望。     

三元阳离子淀粉絮凝剂的合成

以自制的阳离子淀粉醚St-GTA和阳离子单体甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为原料,合成了三元阳离子淀粉絮凝剂St-GTA-g-DMC。通过正交实验和单因素实验筛选出St-GTA的最佳合成条件为:n(CTA)∶n(St)=1.2∶1,催化剂NaOH加入量为0.8 g,醚化温度为70℃,醚化时间为3 h。再以硝酸铈铵(CAN)为引发剂,St-GTA与DMC接枝共聚,合成出三元阳离子淀粉絮凝剂St-GTA-g-DMC,并用FT-IR、SEM对产物结构进行了表征。此絮凝剂的特性黏度为0.82 d L/g,取代度为1.087,应用于2%高岭土溶液,在加药质量浓度为5 mg/L时,浊度可降低到53.46 NTU。     

基于神经网络的金刚线硅片工艺优化研究

使用Tensorflow对金刚线切割过程深度学习,通过对500组样本的训练和预测,得到金刚线切割的神经网络模型。高进给速度(1.4 mm/min)和高线速(1400 mm/min)可发挥高颗粒密度(100 cm-1)的优势,在提高切割效率的同时获得较低的总厚度变化(total thickness variation,TTV)。在切割过程中,高颗粒密度的钢线耐磨损能力强,有更大的工艺窗口。将神经网络技术应用到工艺优化方面可直观找到调整参数与实验结果的量化关系,为优化工艺提供一种简便高效的方法。     

腰部调整对仿猫机器人跳跃轨迹的作用分析

猫是一种灵巧擅长跳跃的动物,分析猫的跳跃,有助于启发改善跳跃机器人的机构,提高机器人跳跃灵活性。以家猫作为模本,提出了有腰部结构的仿猫机构模型,研制出仿猫机器人,利用动量守恒和拉格朗日方程,建立了机器人空中动力学模型。最后令机器人模仿一家猫跳跃过程中的腰部运动,观察机器人在空中不同情况下后脚尖的运动轨迹,得出结论机器人在空中的利用腰部进行姿态调整可以增加机器人越障高度,为机器人应对突发状况提供参考。     

槽式太阳能集热管内相变微胶囊悬浮液的热力性能分析

针对传统使用水基和油基的太阳能集热器换热效果低和管壁热应力大的问题，以相变微胶囊悬浮液为工作流体，对抛物型槽式太阳能集热器进行了三维建模。采用蒙特卡罗射线追踪法结合有限容积法和有限元法的方法求解了太阳能集热管的光?热?力耦合问题，采用欧拉?欧拉多相流模型研究了相变微胶囊悬浮液在集热管内的流动换热特性。结果表明，相变微胶囊悬浮液强化了集热管内的对流换热，不仅降低了集热管的沿程壁温，且减少了集热管的周向温差，均化了集热管温度分布。集热管周向等效热应力呈花瓣型分布，对应的5个高温度梯度的位置附近(圆周角θ=5°, 90°, 175°, 225°和315°)出现等效应力局部峰值。吸热管内壁面θ=90°处轴向热应力为压应力，作用于整个管程，而径向热应力和切向热应力为拉应力，主要作用在进出口端。相变微胶囊悬浮液浓度越高，强化换热效果越好，集热管热应力越小，但产生的压降也随之增大。     

多尺寸裂缝自修复体系的胶囊设计参数分析

混凝土裂纹扩展过程中,会同时或相继产生不同宽度的裂缝。为了实现胶囊对多尺寸裂缝的自修复,需要设计出在不同裂缝宽度下发生破裂的胶囊。采用扩展有限元和表面黏结技术相结合的应用模型综合分析了囊壁厚度、延性以及界面黏结强度和界面断裂能等因素对触发胶囊破裂的基体裂缝宽度的影响。结果表明:囊壁厚度和囊壁延性的增加可使触发胶囊破裂的基体裂缝宽度随之增大;采用较低的界面黏结强度,并且较大的界面断裂能可使触发胶囊破裂的基体裂缝宽度显著增大。     

天津市既有住区公共活动空间适老化更新策略研究

作为当代老年居民日常休闲、社交活动的主要载体——住区公共活动空间,现已成为当下城市适老更新中的重要组成部分。本文以天津市为例,在对既有住区使用现状进行客观分析的基础上,探究既有住区公共活动空间适老化使用的影响因素,并针对老年居民的户外活动需求及特征,为天津既有住区公共活动空间提出适老化的更新策略。