基于位置和程度指标的结构损伤识别研究

为提高结构损伤识别的精度,提出基于动、静态数据融合的位置指标和完全基于频率的位置指标,并采用学习速率自适应调整的新型BP神经网络学习算法,其特点是在网络迭代过程中根据网络学习误差来调整学习速率的取值,该方法有效地克服了传统BP网络学习过程中容易陷入局部极小和收敛速度慢、学习效率不高的缺点,进一步讨论了参数输入方式对网络识别效果的影响,分别采用两步诊断法和一步诊断法进行损伤识别.结果显示,两步诊断法对损伤位置和程度的识别正确率较高,而一步诊断法识别效果却不令人十分满意;减少位置指标和程度指标的输入个数对损伤识别结果有显著的影响.     

柴油机工作过程计算中排放物模拟与实验研究

为了提高原有的柴油机工作过程计算模型模拟能力,在分析柴油机有害排放物生成机理的基础上,提出了排放物中NOx、HC和CO的预测子模型.在工作过程计算中,燃烧过程采用现象学准维燃烧模型;用广义Zeldowich不平衡原理建立NOx的数学模型;采用化学平衡和反应动力学原理建立HC和CO的数学模型.用该模型对LD485型直喷柴油机的排放物进行了模拟计算,得到了3种排放物在缸内的生成过程,分析了不同转速下对这些排放物生成规律的影响.用13工况法进行了实机排放测量.结果表明,排放物的生成量随转速升高而升高,模拟计算结果与采集得到的数据吻合较好.     

超大功率固态激光器的介质温度场分析

利用有限元分析的方法,对在二极管抽运的超大功率（10~100 kW或更高）Nd3＋:GGG板状激光器的热稳态（CW）和热容量 (Heat Capacity)两种工作模式中的激光晶体的温度场分布,及其随工作时间变化情况进行了模拟分析,为热透镜效应提供了详尽的基础数据.研究表明,在热稳态模式下,加大冷却气体的流速可以改善晶体温度分布,减小热透镜效应,但改善程度有限;在热容量模式下,激光的发射和冷却过程在时间上分离,减小晶体应力和光学畸变,改善了输出激光质量.尺寸为10 cm×10 cm×2 cm单片晶体在26.6、38.6、53.2和66.5 kW的抽运下,晶体最高温度分别为70.6、93.6、121.0和146.8 ℃,准连续工作时间分别为7.8、8.5、9.0和12.4 s,该结果与实验测量相符合.由此得到：在热容量模式中,单片厚度为2 cm的Nd3＋:GGG输出功率面密度的极限为170~200 W/cm2.     

大规模环境下基于激光雷达的机器人SLAM算法

为解决大规模环境下机器人的同时定位和地图构建(SLAM)问题,提出一种基于Rao Blackwellised粒子滤波器的SLAM算法. 通过选取稳定且易于区别的特征点,发展了一种基于全局约束的数据关联方法,有效地减少了误匹配的概率;采用改进的粒子分布预测函数,提高了粒子滤波器的性能.实验结果表明,该算法具有较低的计算复杂度,精度也比较高,能够有效地解决大规模环境下的机器人SLAM问题.     

基于回卷恢复的数控系统实时容错调度策略

针对数控系统对时间确定性和可靠性的要求,建立混合关联任务集描述模型,提出了基于回卷恢复机制和最佳优先（BF）算法的容错调度策略.该策略对数控系统关键任务的执行过程进行周期性分段验证,通过保存正确的检查点状态,使得出现瞬时故障时任务可以从检查点开始继续执行,从而以较低的计算损失达到容错的效果.与传统的实时容错调度算法相比,基于回卷恢复机制的容错调度策略能很好地适用于数控系统多类型任务并存和任务间相互约束的特点,同时,通过降低错误恢复所需的时间开销,有效地提高了系统的资源利用率.该算法应用于数控系统的有效性在实例分析和算法模拟研究中得到验证.     

网络入侵检测系统预先决策检测引擎研究

为了减少基于特征的网络入侵检测系统产生的虚警数量并提高其检测效率,提出了一种采用预先决策检测引擎的方法,该方法把受监控网段内的主机软件信息作为预先决策检测引擎的决策依据,在模式匹配之前进行预先决策,过滤掉不需要匹配的入侵规则,使得单个数据包平均模式匹配次数尽可能少,从而降低虚警数量并改善检测性能.实验结果表明,该方法在不增加网络入侵检测系统漏报率的前提下,能够减少虚警数量,并改善系统的检测效率.     

保单调插值的奇异混合三角/双曲B样条

为了使得插值曲线保单调,设计了两类新的平面参数曲线及其保单调插值算法.计算奇异混合函数,把三角/双曲多项式B样条曲线与奇异多边形通过奇异混合函数混合,无需解方程组或繁琐的迭代,得到自动插值给定平面点列且C2(或G1)连续的带形状参数的复合曲线,尤其能得到摆线、螺旋线、双曲线、悬链线等各类超越曲线.通过把插值曲线的导矢分量转化为类Bernstein多项式,并且利用Bernstein多项式非负的充要条件,得到插值曲线单调的充要条件,获得形状参数合适的取值范围. 该方法简单方便,所得参数范围保证了插值曲线保单调.     

有效弹性模量法在大跨斜拉桥稳定计算中应用

为了确立大跨度斜拉桥结构的稳定设计法,提出了按有效弹性模量法计算弹塑性分支失稳方法.通过对跨度1 400 m的斜拉桥模型计算分析,验证了有效弹性模量法在大跨度斜拉桥稳定验算中的适用性及其计算精度.在此基础上进一步讨论了活载布置位置对结构弹塑性稳定强度和失稳特性的影响.结果表明,应用有效弹性模量法能够精确地推算出结构的弹塑性失稳强度;大跨度斜拉桥的轴力由恒载起支配作用,活载分布位置的改变对稳定强度影响十分有限,考虑与不考虑活载分布影响的计算结果相差不到10%,按满布活载的工况可以推算大跨度斜拉桥结构的最小稳定强度.     

径向可开启板式结构几何协调性研究

介绍了一种新型开合结构--径向可开启板式结构.针对它在几何协调性方面存在的缺陷,分析了这种结构的基本构成并给出基本几何方程;运用欧式几何分析方法研究了开启时具有圆形开口的结构各单元之间的拓扑关系,得到了临界方程和限制方程,据此绘制了一些常用参数下的临界曲线和限制曲线,以便设计者选用;给出了两种开启时可形成梅花形开口或多边形开口的新型结构,解决了特定参数下屋面设计的几何协调性问题.研究结果为径向可开启板式结构的设计提供了有价值的参考.     

制造/再制造模式下的产品精度建模研究

分析了制造/再制造模式下的产品精度信息特点, 将公差项目分成互参考公差和自参考公差2大类, 以TTRS为理论基础, 在产品模型中增加了公差信息描述; 研究了功能失效与精度散失的关系, 分析了再制造零件精度模型的建立过程, 提出了制造/再制造模式下产品精度建模过程; 采用该建模方法对发动机活塞和汽缸内壁组成的圆柱副进行了实例研究,给出了该圆柱副的产品公差模型, 并将仿真分析获取的圆柱副精度散失信息添加到产品公差模型中,形成制造/再制造模式下的发动机汽缸运动副产品精度模型; 该建模方法能够为产品制造/再制造提供所需的各种信息, 并能方便地在CAX系统中实现.     

土袋技术加固膨胀土边坡数值模拟研究

为提高膨胀土边坡的稳定性,采用了土袋技术加固方法.利用FLAC3D软件,基于强度折减法,对边坡稳定性进行分析.结果表明,未经处理的膨胀土边坡,安全系数很低,滑移量大,边坡处于失稳状态,若采用土袋技术加固膨胀土边坡,边坡整体稳定性得到较大提高,滑移量大大减小,滑弧形态由浅层滑动过渡到深层滑动,边坡处于稳定状态,考虑土袋与土袋之间的接触,与不考虑土袋之间的接触效果相比,最大水平位移明显减小,安全系数增大,处理前与处理后膨胀土边坡滑动破坏位置没有发生变化,就在坡脚附近,说明土袋技术可用于加固膨胀土边坡.     

含腐殖酸软土的固化试验研究

深层搅拌法在加固含有腐殖酸的软土时失去了效用，需要添加促进剂来消除腐殖酸的影响.在去除有机质的黏质粉土中加入腐殖酸，研究了经某种液态添加剂改良后的水泥土特性.结果表明，添加剂消除胡敏酸影响的效果最显著，腐殖酸次之；添加剂在水泥质量分数大于10%时才表现出明显的增强效果，在水泥质量分数不变的情况下，仅提高添加剂的质量分数，固化土强度的增幅较小，添加剂相对于水泥的质量分数取0.15%为宜；当水与水泥质量比从0.45提高到0.75时，固化土的强度逐渐降低，但与水泥土相比，水与水泥质量比对固化土强度的影响较小；固化土的后期强度增长明显大于水泥土，当采用该种水泥土添加剂进行工程设计时，可适当考虑后期强度的增长.     

生物酶辅助氧化镁碳化过程砂土加固试验研究

基于微生物或酶诱导碳酸盐沉积（即MICP和EICP）过程的固土技术具备固化强度高、环境友好等特点,但是目前也存在处理效率低、耗时长等局限。为克服这些局限,研究一种新型高效的生物固土技术,即基于植物脲酶辅助氧化镁碳化（酶辅助碳化）过程的固土法,探索其处理方法、效果和作用机理,并与单纯的氧化镁碳化、EICP和水泥等方法进行比较。结果表明,采用酶辅助碳化加固法时,一遍处理强度可达0.92 MPa,且试样的强度显著高于单纯氧化镁处理（0.30 MPa）、EICP处理（0.28 MPa）和水泥处理（0.69 MPa）。酶辅助碳化加固法处理试样的制备方式对强度影响较大。与注入法相比,采用拌和法处理的试样强度高了3倍。此外,添加少量脱脂奶粉后,酶辅助碳化加固法处理试样的强度进一步提升了约70%,达到1.30 MPa。通过微观结构和矿物成分分析发现,酶辅助碳化处理后,固化物填满了砂颗粒之间的孔隙,将砂颗粒结合在一起,形成稳定网格空间结构,与不添加脲酶的试样相比,其中的水合碳酸镁混合物含量较高,中间产物水镁石含量较低。     

冻结法加固土层技术在盾构出洞中的应用

针对盾构出洞难的问题,利用人工地层冻结加固技术,采用垂直局部冻结方案,所加固的土体强度高、均匀性好、隔水性好,取得了理想的施工效果.     

桩端桩侧后注浆钻孔灌注桩承载性能现场试验研究

通过郑州某地区后注浆钻孔灌注桩现场足尺寸试桩试验,从钻孔灌注桩的承载力机理和影响因素出发,考虑注浆作用对桩的有利影响,探讨了郑州地区后注浆钻孔灌注桩的承载力和变形特性,研究了钻孔灌注桩注浆前后变形、承载能力、桩端阻力、桩侧摩阻力和桩端桩侧荷载分担比的变化,所得结论可对郑州地区相似工程施工起到指导作用.     

冻结法加固土层技术在盾构出洞中的应用

针对盾构出洞难的问题,利用人工地层冻结加固技术,采用垂直局部冻结方案,所加固的土体强度高、均匀性好、隔水性好,取得了理想的施工效果.     

水泥土防渗墙技术在堤防加固工程中的应用

介绍了水泥土防渗墙技术原理、施工工艺、技术要求及检测方法 .通过在江河堤坝加固工程中的应用 ,证明了水泥防渗墙技术值得推广应用     

土钉支护机理的研究

根据土钉支护的受力特点和钉土间的相互作用,采用剪滞力理论建立了土钉内力传递的计算模型,由平衡条件推导出了以土钉轴向应力为变量的微分方程,根据边界条件得出了土钉内力的传递公式,分析了土钉支护内力传递的规律。通过理论推导与土钉支护工程实例的现场测试结果对比研究,发现理论分析与实测结果吻合较好,验证了计算模型和分析方法的可行性,对土钉支护结构的设计和内力分析具有一定的指导意义。     

水泥土材料的细观损伤机理

为了研究水泥土的细观损伤机理,在中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学重点实验室进行了一系列水泥土细观力学试验.基于细观力学实验结果,分析了实验进行过程中水泥土细观实时图像的表面变化以及水泥土应力-应变关系曲线的突变特征,探讨了水泥土的细观损伤破裂机理.结果表明：水泥土材料的结构组成具有不均匀性,且有初始损伤存在.在荷载作用下,材料的破坏是由其内部细观尺度的损伤演变并发展的,最终汇聚成宏观裂纹,宏观裂纹进一步扩展导致材料强度丧失、结构破坏.用细观力学和损伤力学基本原理来分析水泥土的承载性状及在第一承载阶段的损伤演变情况,可评定材料的承载能力及其工程结构的可靠性.     

卸载作用下淤泥质黏土流变规律试验研究

利用常规压缩仪对上海饱和淤泥质软土进行一维分级卸载实验,得到淤泥质黏土在卸载作用下的应力应变关系,及回弹变形与回弹模量的时效性规律.试验结果表明,回弹变形与卸载比近似呈线性关系;土样在卸载瞬间,回弹速率最大,其后随时间迅速衰减;回弹模量随时间近似呈指数衰减,可用指数方程进行归一化拟合;卸载后的回弹模量远大于压缩模量,其最小比值介于2～7之间.