结构多目标优化非劣解集的遗传算法

提出了一种遗传算法求解结构多目标优化非劣解集的方法。该方法提出了劣解罚项的概念,把劣解罚项和约束罚项之和作为设计点的总的罚项并将其转化为适应度,采用遗传算法进行求解。算例采用三杆和十杆多目标优化问题。计算结果表明,该方法是可行和有效的,计算的结果是有利于多目标决策。     

一类抛物方程初边值问题精确解

建立了具有井筒储存和表皮效应的多层油藏灌注试井新模型．针对折线型灌注函数获得了无限大边界条件下各层内压力分布的拉氏空间解及实空间精确解析表达式，并绘制出理论图版．此结果为油田开发提供了理论依据．     

高级次反射膜空间解复用器件的设计

为了降低多周期高反射膜空间解复用器的制备工艺难度，根据 “超棱镜” 效应的多层薄膜空间解复用器的设计方法，提出了一种制备工艺简单的多层薄膜结构.通过增加周期中单层膜的级次来减少整个高反射膜系的周期数.所设计的高级次反射膜结构为10(9H9L)9H，对设计的膜系进行了数值模拟计算，并和相同总物理厚度的一级次高反射膜系进行了比较.计算结果表明，该设计方法明显降低了对制备工艺的要求，并具有大的空间色散和实际制备意义.     

高次实系数代数方程最优解

求解高次实系数代数方程的根,对于控制系统的分析和综合设计有着重要意义.计算给定高次代数方程的复根的方法很少.采用劈因子法和因子优化方法能够解得实系数代数方程的全部根.但是,这些方法在优化1个三项式因子时会有计算残差,必然影响后续三项式因子的计算精度.为尽可能地减小计算残差,提出最优解方法,该方法使系数拟合误差的评价函数值最小.最优解方法分为2个主要步骤:先使用因子优化方法计算出所有三项式因子的系数,再同时优化代数方程所有三项式因子.最优解方法就是使优化后因子乘积多项式系数与原多项式系数之间的差为0.联合使用因子优化方法和最优解方法,能够有效地求解n阶代数方程,且计算精度高.文中给出最优解方法的数学表达式,并推导出相应的计算步骤.文中给出的5个计算例子是从测试最优解方法的有效性、计算精度和收敛性的众多计算例子中选出的典型,它们恰当地展示了最优解方法的特性:有效地计算方程的全部复数根和实数根;计算结果有足够的精度.     

获取线性电路状态方程解析解的一种新方法

提出了一种计算线性电路状态方程解析解的新方法：以电路的原始值和状态方程为基础计算出电路的初值矩阵并求解电路的状态方程，从而获得该电路的完全响应(解析解)。     

基于多段荷载传递法的桩基荷载-沉降解析解

目的推导出桩侧土桩基荷载-沉降解析解,为在理论上探讨桩的轴向静载与沉降之间的关系、计算桩的极限荷载、桩身轴力和桩侧剪力提供一种较为实用的方法.方法利用多组并联弹簧组来模拟桩侧土荷载传递曲线,建立桩侧土的多段线性荷载传递函数模型,模拟桩土间弹塑性本构关系,以荷载传递函数法为基础,并巧妙地利用双曲函数变换和传递函数.分析了砂土侧摩阻力的变化对桩基荷载-沉降曲线的影响,并与专业桩基计算软件结果进行对比.结果求得了桩侧土处于弹性、弹塑性和弹-塑-滑移状态下桩身内力与节点位移的解析表达式,并递推得到了桩顶荷载-沉降关系和桩顶刚度的解析解.结论多段荷载传递法求得的荷载-沉降曲线与专业桩基计算软件结果基本吻合,说明了该方法的有效性和解析解的正确性.     

基于等效小参数法的高阶非线性自治系统周期解的计算

基于等效小参数法基本思想，应用分解法原理，通过引入逆算符和选择合适的线性与非线性算子，提出了一类高阶非线性自治系统周期解的逆算符表达的递推算法，并利用Mathematica计算机代数语言开发出相应的软件系统，实现了该算法的计算机自动求解，文中给出了计算实例，并将本文算法所得结果与四阶龙格-库塔(RungeKutta)数值方法的计算结果作了比较，实际计算结果表明，该算法具有较高的计算精度和较大的普适性，是求解一类非线性自治系统周期解的有效方法。     

基于等效小参数法的高阶非线性自治系统周期解的计算

基于等效小参数法基本思想 ,应用分解法原理 ,通过引入逆算符和选择合适的线性与非线性算子 ,提出了一类高阶非线性自治系统周期解的逆算符表达的递推算法 ,并利用Mathematica计算机代数语言开发出相应的软件系统 ,实现了该算法的计算机自动求解 .文中给出了计算实例 ,并将本文算法所得结果与四阶龙格 库塔 (Runge Kutta)数值方法的计算结果作了比较 .实际计算结果表明 ,该算法具有较高的计算精度和较大的普适性 ,是求解一类非线性自治系统周期解的有效方法     

约束矩阵方程组的解

利用矩阵的广义奇异值分解导出了这类矩阵方程组存在的条件与解的表达式，并给出了计算其数值方法。     

6自由度装校机器人逆解的确定

为了实现对自主研发的6自由度装校机器人的精确控制,提出了一种机器人的逆解确定方法。通过D-H(Denavit-hartenberg matrix)法建立机器人各连杆的参考坐标系获得D-H参数,推导出机器人的运动学正解并采用解析法求得运动学逆解。基于作业时间最优的思想,采用在X-Y平面末端定域方法从多组逆解中确定出一组运动学逆解。运动学逆解可以用于机械臂末端执行器的精确定位和运动规划,为实现机器人的轨迹规划及实时控制等提供了理论基础。     

沥青路面层状粘弹性半空间轴对称问题的求解

沥青路面中的沥青材料是一种典型的粘弹性材料，利用积分变换和传递矩阵的方法推导了沥青路面多层粘弹性半空间轴对称问题的解析解，引入了F.Durbin的方法实现Laplace逆变换，通过实例计算路表弯沉表明初始时段所得结果与弹性解基本一致，随着时间的推移，沥青路面多层粘弹体系路表弯沉增大，说明随时间的推移，沥青材料的粘性起到更大的作用，反映了粘弹材料的蠕变变化规律，这与沥青路面实际情况相符。此方法可以很容易扩大到沥青路面多层粘弹体系动力学问题之中。     

多层粘弹性半空间轴对称问题的理论解

利用积分变换和传递矩阵的方法推导了多层粘弹半空间轴对称问题的理论争。引入Ｆ．Ｄｕｒｂｉｎ的方法实现Ｌａｐｌａｃｅ逆变换,通过实例计算路表弯沉表明初始时段所得结果与弹性解基本一致。随着时间的推移,多层粘弹体系表面弯沉增大,这种现象说明随时间的推移,材料的粘性起到更大的作用,与实际情况相附。本文的方法可以很容易推广到多层粘弹体系的动力学问题之中。     

层间接触状态对路表动态黏弹弯沉的影响

为研究结构层接触状态对路表弯沉影响,采用ABAQUS软件对半刚性、柔性基层沥青路面结构进行动态黏弹性分析,分析过程中将沥青混合料作为黏弹性材料,荷载选用落锤式弯沉仪(FWD)典型荷载,计算沥青路面结构在不同结构层处于滑动状态下路表弯沉时程曲线,并与连续状态进行对比分析.结果表明:对于多层路面结构体系,结构层接触状态对路表弯沉具有明显影响,其中面-基层滑动状态对路表弯沉影响程度最大,荷载中心处的弯沉峰值相对于连续状态均增加了50%以上,而且接触状态对路表弯沉的影响还与层位的位置相关.研究结果表明,在对路面进行力学分析时,应充分考虑层间接触状态,尤其对于利用弯沉值进行路面质量评价以及模量反演更为重要.     

沥青路面层状黏弹体超孔隙水压力的求解

为研究水对沥青路面的影响,利用积分变换和传递矩阵的方法推导了FWD动荷载作用下路基路面层状黏弹性体超孔隙水压力轴对称问题的解析解．该方法概念清晰,公式简洁,易于应用．引入F.durbin的方法实现Laplace逆变换的数值方法,求解了层状黏弹性体的时域解,为检测沥青路面水损害提供理论依据。     

落锤式弯沉仪在道路施工质量控制中的应用

落锤式弯沉仪 (FWD)是目前国际上最先进的路面弯沉检测设备 ,利用FWD检测弯沉盆数据能够反算路面结构层的模量 ,进而对路面状况作出评价 .在分析了FWD与传统弯沉检测设备贝克曼梁相比所具有的优越性和二者的线性相关性的基础上 ,利用基于系统识别原理的模量反算软件SIDMOD ,结合具体工程实际 ,探讨了通过FWD弯沉检测进行道路施工质量控制的应用技术 .实践表明 ,在道路施工期间 ,FWD弯沉检测技术结合路面结构层模量反算理论能够真实地反映道路实际施工质量 ,识别施工质量存在问题或隐患的路段和结构层     

基于FWD的沥青路面罩面设计方法的探讨

落锤式弯沉仪(FWD)作为一种快速测试仪器,如何合理利用其所测数据来评定路面的剩余寿命,从而确定路面的罩面厚度,是道路研究的一个重要课题.文中提出应用FWD所测弯沉数据,通过利用反算模量来进行罩面厚度的设计方法.在力学模型与破坏准则的选取上借鉴路面力学分析中较合理的方法,提出一种基于FWD的力学经验设计方法.     

沥青路面结构足尺力学响应实测与仿真

为探究沥青路面在荷载作用下力学响应,通过基于辽宁省沥青路面足尺加速加载试验,开展路面结构力学仿真方法及力学响应特征研究.采用光纤光栅传感器实测足尺加速加载路面的面层底部、基层底部和路基顶面的力学响应,利用单轴压缩动态模量试验获取沥青混合料的粘弹性参数,通过FWD弯沉盆反算得到基层及土基的弹性模量,利用接触痕迹得到轮胎的接触面分布;通过单轴压缩动态模量试验及四点弯曲动态模量试验对传感器进行了标定.在此基础上,采用有限元软件ABAQUS建立基于实测参数的路面结构力学仿真模型,分析路面结构在不同加载位置和速度下的力学响应,并与实测结果进行对比.结果表明:所建立的路面力学仿真模型能较合理地模拟沥青层底三向应变、半刚性材料层底纵向、横向应变以及土基顶面的压应力.沥青混合料粘弹特性导致弹性后效,使力学响应曲线表现出非对称特点.随着温度的增加和加载速度的减小,沥青层底三向应变、半刚性基层底的水平应变以及土基顶面压应力的响应幅值增加.     

路面弯沉检测方法相关性的试验研究

通过对所选试验路段各结构层进行现场对比试验 ,研究了静力弯沉检测设备贝克曼梁、承载板和动力弯沉检测设备落锤式弯沉仪 (FWD)在弯沉检测结果之间的相关性 .试验结果表明 :落锤式弯沉仪与贝克曼梁和承载板在路面各结构层上所测得的弯沉数据之间均存在较好的线性相关关系 ,在一定的条件下可以相互换算 .与贝克曼梁相比 ,落锤式弯沉仪的弯沉检测结果具有较好的可重复性和适用性 .该研究结果为落锤式弯沉仪检测技术的进一步推广应用提供了技术基础     

Analysis of asphalt pavement structural response from an accelerated loading test

This study was to compare theoretical calculation and practical measurement structure response of asphalt pavement. Analysis of the pavement layer moduli was determined from a Back-calculation of Falling Weight Deflectometer (FWD) data and the measured stiffness moduli of asphalt layer cores. The pavement response was calculated using a theoretical model and the measured strain response at the bottom different layers. Layered elastic theory was used to back-calculate the layer moduli and three different theory models were used to forward calculate the strain and deflection. The models were: Layered Elastic Theory (LET), the Method of Equivalent Thicknesses (MET) with linear elastic and the Finite Element Method (FEM) where asphalt layer may be viscoelastic. The results showed that the calculation structure response from FEM was consistent with measured results.     

路面结构承载能力评价

通过对BenkelmanBeam梁测定的静态弯沉指标与Dynatest8000FWD型落锤式脉冲动力弯沉指标的对比,建立其测试指标与规范指标之间的标定关系,从高等级路面性能出发建立了路面性能的评价体系并确定了各指标的等级标准.