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.     

50型螺旋式钢板仓卷边设备理论分析与试验

结合已有卷边设备的生产工艺和特点,研发了国内首台50型螺旋式钢板仓卷边设备,并完成了4次样机调试试验.分析了新型卷边设备关键机构的工作原理,对下轧辊调节机构进行了力学计算分析,完成了卷边孔型设计.利用显示动力学软件数值模拟了5 mm钢板的冷弯成形(卷边)过程,分析了成形过程中的等效应力和等效塑性应变.通过4次样机调试试验,将调试结果与模拟结果对比.结果 表明,折弯5 mm钢板比折弯3 mm的钢板力载荷大很多,有必要研发新型的卷边设备;卷边设备的后3个工位的应力峰值比前3个工位大,其中工位6应力峰值最大;文中的卷边孔型设计合理;卷边过程的模拟结果与试验结果一致.     

拉索检测爬升装置轻量化设计与动力学性能分析

斜拉桥的自动化、智能化检测是今后的发展趋势,目前已研发的拉索检测机器人都存在质量较大的问题,很难得到工程实际应用.针对课题组前期研制的第一代爬升装置样机质量大、爬升速度较慢等问题,对其进行了受力分析与静应力分析,得出了优化的可能性.提出了零件板厚为优化参数,强度变化率为约束条件的尺寸优化模型,利用差分进化算法求取最优解,得到了机架的最优板厚,同时通过拓扑优化得到各零件最佳结构,以及通过受力分析对螺栓的尺寸与数量进行了优化.优化结果表明爬升装置减重3.9kg,减重比例达到了40％,同时机架的变形量大幅减小,强度满足要求.对优化后的爬升装置进行了动力学仿真分析,结果表明最大爬升角度达到了75度,爬升速度提升了2-4倍,其动力性得到极大的改善.     

生物光声成像中声反射伪影抑制方法的研究进展

生物光声成像(Photoacoustic Imaging,PAI)是一种新型的无创复合功能成像方法.生物组织不均匀的声学特性会使超声波在组织界面处发生反射,导致重建图像中存在伪影和失真,降低图像质量和成像深度.文中综述了目前抑制PAI声反射伪影的主要方法,包括延迟相减法、基于杂波去相关理论的方法、短滞后空间相干法、基于深度学习的方法、光声引导聚焦超声法、基于超声平面波模型的方法和多波长激励的方法等,详细介绍各方法的原理,分析其优势和不足,并展望未来的研究趋势.     

基于GA-BP的汽车风振噪声声品质预测模型

目前对于汽车风振噪声的优化研究主要以声压级（Sound pressure level，SPL）作为单一评价指标，既不能全面反映噪声的物理属性，也无法考虑人耳对噪声的主观认知过程。为准确评价风振噪声，引入声品质，运用大涡模拟（Large eddy simulation，LES）对风振噪声进行数值仿真，根据实车道路试验判断仿真的准确性；对仿真结果进行声品质客观评价与主观评价，综合声品质客观评价参数与声品质主观评价试验结果建立BP神经网络预测模型；利用遗传算法（Genetic algorithm，GA），进一步对BP神经网络的结构参数进行优化，建立GA-BP声品质预测模型。研究结果表明，GA-BP声品质预测模型在训练速度和预测精度上都优于BP神经网络预测模型。预测模型基于声品质主客观评价结果，其预测值可以代替传统的声压级评价指标，为风振噪声提供更为准确合理的评价。     

磨矿动力学研究现状及应用

磨矿动力学是描述被磨物料的磨碎速率与磨矿时间之间关系规律的一种数学模型，对分析物料在磨矿过程中的粒级及能量变化具有重要作用。为充分发挥磨矿动力学在磨矿过程中的作用，论文在分析国内外研究现状的基础上，系统介绍了两种典型的磨矿动力学模型：m阶磨矿动力学模型和磨矿总体平衡动力学模型，分析了模型中各参数的含义；以磨矿总体平衡动力学模型为重点，分析了破碎速率函数和破碎分布函数的求解方式，包括零阶产出率法、奥-勒理论简算法、卡普尔G-H算法以及经验公式法等；从物料性质、磨矿介质及配比、磨矿方式及参数、化学添加剂等几个方面分析了影响磨矿动力学模型的因素；指出了磨矿动力学模型在矿物加工工程领域的应用现状并对其未来的研究方向提出展望。研究表明磨矿动力学在矿物加工领域具有广泛而重要的应用，为进一步改善磨矿工艺提供了理论依据。     

温度对核电站传热管阵列声透射特性的影响

为了研究温度分布对于管阵列结构中的声透射特性的影响，以核电站的实际工况为背景，构建了不同的温度场以及周期性变化的非均匀温度场，利用有限元方法进行数值模拟。结果表明：（1）温度分布会改变管阵列声透射频谱的“禁带”宽度以及中心频率位置。在同一介质中，温度变化对频率较高位置的影响大于频率较低的位置。（2）在同样为10℃的温度差下，当水的平均声速为1 653 m·s^-1、饱和水蒸气的平均声速为522.5 m·s^-1时，介质为水时的禁带宽度及中心频率位置变化较大，即声速大的介质的频谱对于温度的变化更敏感。（3）当温度差在10℃以内，在周期性变化的非均匀温度场和与均匀温度场中管阵列声透射特性在第一中心频率23 996.1 Hz之前，两频谱差别很小，在第一禁带之后会出现明显区别。该研究成果对完善核电站应用的声学检测提供了理论基础。     

格点QCD基础求解器及其异构计算实现的性能优化

格点量子色动力学(格点QCD)是研究夸克、胶子等微观粒子间相互作用的重要理论和方法. 通过将时空离散化为四维结构网格, 并将量子色动力学的基本场量定义在网格上, 让研究人员可以使用数值模拟方法, 从第一性原理出发研究强子间相互作用和性质, 但这个过程中的计算量极大, 需要进行大规模并行计算. 格点QCD计算的核心基础为格点QCD求解器, 是程序运行主要的计算热点模块. 本文研究在国产异构计算平台下格点QCD求解器的实现与优化, 提出一套格点QCD求解器的设计实现, 实现了BiCGSTAB求解器, 显著降低了迭代次数; 通过对奇偶预处理技术, 降低了所求问题的计算规模; 针对国产异构加速卡的特点, 优化了Dslash模块的访存操作. 实验测试表明, 相比优化前的求解器获得了约30倍的加速比, 为国产异构超算下格点QCD软件性能优化提供了有益的参考价值.     

基于改进SOA-VMD的磁声发射信号去噪算法

磁声发射（MAE）是铁磁性材料磁化过程中产生的声发射信号，在构件应力检测和微观损伤检测中有着广泛的应用。针对MAE信号非稳态、复杂性、衰减性等特点，提出海鸥算法结合变分模态分解（SOA-VMD）的去噪方法，为克服海鸥算法求解过程中易陷入局部最优解问题，利用柯西变异算子产生随机迭代过程，使改进算法即柯西变异海欧算法（CVSOA）跳出早熟收敛。采用以幅值谱熵为适应度函数，优化VMD算法中分解模态个数K和二次惩戒因子α两个参数，将含噪声的MAE信号进行VMD分解重构。经仿真信号和实际检测信号分析表明，改进后的CVSOA-VMD算法全局寻优能力和去噪性能优于传统的SOA-VMD算法，降噪后的MAE信号特征值对于不同应力下均方根、偏斜度特征值的重复性更好，可靠性更高。