C/SIC复合材料结构动态特性研究

针对C/SiC轻质复合材料结构,将三维编织C/SiC复合材料看作是组分材料的空间结构物,由有序的细观结构单胞叠合而成.采用细观结构单胞作为离散单元对三维编织复合材料结构进行宏观网格剖分,利用有限元方法研究复合材料悬臂板动态特性.计算结果与理论值符合较好.     

基于同步元胞遗传算法的弹簧可靠性优化设计

基于可靠性准则建立了圆柱螺旋弹簧可靠性优化设计数学模型。提出了一种同步元胞遗传算法,将遗传算法和元胞自动机理论相结合,不仅继承了遗传算法的全局搜索的优势,而且结合了元胞自动机的优点,有效地避免了算法陷入早熟收敛。通过圆柱螺旋弹簧可靠性优化设计实例的优化结果对比验证了算法的可行性和有效性。     

基于元胞多目标遗传算法的蜗杆优化设计

为研究蜗杆传动的多目标优化问题,提出一种自适应差分进化的元胞多目标遗传算法。该算法针对元胞遗传算法的特点,对基本的差分进化策略进行改进,得到一种参数自适应控制策略。将该算法与目前性能优异的4种多目标进化算法在三目标的基准测试函数进行对比实验,结果表明所提算法相对于其他算法具有明显的优势,能够在保证良好收敛性的同时,使获得的Pareto前端分布性更加均匀,覆盖范围更广;工程实例求解结果也表明了算法的工程可行性。     

基于元胞遗传机制的虚拟网络映射算法

满足节点和链路约束条件的虚拟网络请求最优映射问题是NP-难问题,粒子群算法和遗传算法等启发式算法是解决这类问题的主要手段。这类启发式算法从数学模型优化的角度来求解问题,但未考虑虚拟网络映射节点本身的变化对最优解的影响,存在收敛速度较慢和容易陷入局部最优解的问题。文中将元胞遗传机制引入虚拟网络映射问题中,提出了虚拟网络映射算法VNE-CGA。该算法利用元胞自动机对节点建模,使用“B4567/S1234”规则来替代传统遗传算法中的交叉操作;通过对邻居的学习来指导个体的寻优过程,弥补了传统遗传算法的固有缺陷,最终提高了虚拟网络请求的接受率以及底层物理网络的运营收益。     

基于GA的颗粒复合材料细观胞元重构研究

对利用实验方法和数值方法得到的颗粒复合材料细观胞元模型进行力学分析时,由于计算量非常大,很难考虑其细观结构的全部信息。为了得到适用于仿真计算的细观结构模型,在随机颗粒堆积算法建立细观胞元模型的基础上,通过设计遗传算法(GA)重构出了具有各态历经性、统计均匀性和各向同性的最小胞元模型。通过体积分数为40%的二相随机颗粒复合材料的重构算例,验证了算法的有效性。结果表明,重构后的新胞元不仅在结构尺寸上大大减小,而且具有比原始胞元更好的统计特性,为进一步研究颗粒复合材料的宏观性能提供了条件。     

50V/40mΩ VDMOSFET单胞尺寸的最佳设计

本文以正方形单胞为例 ,较系统地分析了器件的物理机制、结构及其工作原理 ,并通过大量计算和分析找出多晶硅窗口区尺寸 LW和多晶硅尺寸 LP的最佳设计比例 ,阐述了器件的最佳化设计思想。通过具体给定的参数确定了外延层电阻率及外延层厚度、运用迭代法算出栅氧化物厚度 TOX、P区扩散浓度 NP。然后由最佳 LW和 LP值给出相应的特征导通电阻 Ron。进而给出有效面积和单胞数。     

周期性慢波结构的微带线威尔金森功分器

采用周期性慢波结构加载的开路传输线代替传统的四分之一波长阻抗变换器,设计一种小型化且适用于高频的Wilkinson功分器,有效改善了传统Wilkinson功分器尺寸大且高频时容易出现色散的问题。最后基于FR4基板,设计应用于900 MHz的Wilkinson功分器,测量结果显示,三个端口匹配良好,S11约为-20.58 dB,S22约为-23.62 dB,S21约为-3.28 dB,输出端口的隔离度约为-33.3 dB,仿真结果和测量结果趋势吻合,验证了该方法的可行性。     

基于FBG单传感器的复合材料板低速冲击定位研究

由于复合材料结构先验知识获取的困难性及多传感器动态监测的冗余性,提出了一种基于归一化互相关的单传感器 冲击定位方法,并搭建了单传感器复合材料板低速冲击定位系统。首先,利用归一化互相关方法提取基于冲击位置的信号特征,并有效去除传感器的温度交叉敏感和冲击能量影响因素。然后,计算样本信号和待定信号的归一化互相关值,并进行比较。最后,选择待定位信号角度范围内前三个最大相关值的样本点组成定位参考区域,以三角区域质心来评估冲击位置,在 600ｍｍ×600复合材料层合板上进行单传感器低速冲击定位验证实验。结果表明利用该定位方法可以准确进行冲击定位,其中最大误差为45.91ｍｍ,平均误差为24.99ｍｍ,通过单传感器定位性能实验结果显示:单传感器位置变化不会影响平均误差范围变化,单传感器定位平均误差和最大误差等大于双传感器,但均符合工程应用范围。结果证明,此方法能够在保证监测准确率的情况下尽可能减少大型复合材料结构传感网络中传感器的数目,同时大大减小布线和数据处理的复杂性,为大型结构健康监测提供了依据。     

一种动态邻居元胞遗传算法

研究一种改进的元胞遗传算法。将遗传算法中的个体适应度和元胞自动机中的邻居定义做了结合,提出基于元胞间距离以及元胞个体适应度的"影响力算子",并作为算子中心元胞判断邻居的依据,从而形成改进算法,并对改进算法的基本性能的进行了两组定量分析,一是影响力算子对选择压和多样化损失的控制,另一部分是将算法与改良后传统元胞遗传算法做了对比测试。结果显示,即便使用最朴素的影响力算子而且不采用其它优化手段的情况下,算法依然能对选择压和多样化损失进行有效地控制,并且相较于使用了最优个体保持和小范围竞争择优的传统元胞遗传算法收敛率提高了约10%。     

桥梁复合材料防撞护舷的结构设计

采用有限元法对某3 000 t船舶与桥梁防撞护舷碰撞的动力学特性进行分析.通过将护舷试样的碰撞试验与有限元计算结果进行对比,完善该防撞护舷的有限元模型,使其更可靠.用ANSYS/LS DYNA模拟3 000 t船舶撞击3种不同护舷（D型、圆环型和板型）的过程.不同护舷吸能结果表明：对于D型护舷,船舶会碰到桥墩,失去作用;对于板型护舷,船舶变形严重;圆环型护舷的效果最好.     

材料供应短缺情况下Job-Shop预测—反应式调度

针对这类扰动的不确定性,对材料短缺发生时刻、持续时间、引起的拖期惩罚等采用模糊变量表示,建立了基于模糊规则的预测—反应式调度数学模型,提出了基于模糊规则的Job-Shop调度决策机制;同时考虑调度计划的有效性和稳定性指标,提出了一种离线鲁棒优化与在线调度调整相融合的预测—反应式调度方法。预测调度和反应式调度的求解均采用遗传算法。通过三组不同规模的仿真实验证明了该模型和方法的可行性。     

含孔隙复合材料的力学性能分析

为研究孔隙率对复合材料力学性能的影响,基于细观力学方法,建立包含纤维、基体和孔隙三相的代表性体积单元（Representative Volume Element,RVE）.通过数值模拟得到不同孔隙率下复合材料的基本力学参数,并通过实验对比验证参数的有效性.将这些参数运用在复合材料层板的低速冲击模拟和压缩模拟中,研究孔隙率对复合材料层合板抗冲击性能和压缩强度的影响.     

改进型遗传算法在机组负荷优化组合中的应用

针对某舰用电站机组负荷组合的特点,提出了一种基于浮点数和二进制数统一编码的改进遗传算法,并进一步对算法中的编码解码方式、初始种群生成、约束条件处理、遗传算子映射及控制参数调节等作了改进,解决了机组优化组合的0--1混合整数非线性规划问题.改进后的算法不仅较好地处理了机组优化组合中的各种约束条件,同时改善了算法的收敛性.优化结果表明机组油耗率降幅最大可达2%,效果显著.     

Interface study and boundary smoothing on designed composite material microstructures for manufacturing purposes

The manufacturability of composite material microstructures designed by the homogenized topology optimization method has to be considered when bringing the design into reality. In this paper, numerical studies are conducted on multiphase material microstructures that have negative coefficients of thermal expansion, for the purpose of improving manufacturability. Realistic manufacturing factors are considered, including the diffusion interface between two constituent phases and vectorized toolpath design. The effect of the mixture interface between two solid phases is examined by homogenization analysis. An image-processing program is developed to smooth out the boundaries of the topological structure to facilitate toolpath design. Numerical results show that the diffusion interface between two solid material phases reduces the effective negative thermal expansion property of the whole microstructure. The designed material properties are retained and converge after boundary smoothing .     

固化冷却过程中复合材料参数对其应变的影响

为有效降低某复合材料固化冷却过程中的应变水平,以某圆柱形复合材料为例,利用有限元分析软件MSC Nastran,研究固化冷却过程中复合材料参数对其应变的影响.计算得到复合材料最大von Mises应变值和分布位置,分析弹性模量、泊松比、线膨胀系数、密度等参数对其应变的影响.     

快速的基于单元格的离群数据挖掘算法

针对数据集中离群数据的挖掘速度的问题,提出了快速的基于单元格的离群数据挖掘算法。该算法根据网格的特点首先将数据划分成若干空间单元,从而减少区域查询次数,提高离群数据的挖掘速度,然后根据单元格的阈值来判定一个数据是否为离群数据。通过数据测试表明,该算法能够快速有效地挖掘出数据集中的离群数据。     

时频分析在复合材料无损检测中的应用研究

随着复合材料检测的发展,Lamb波无损检测技术日益受到重视。根据Lamb波多模式和频散的特点,以群速度-频厚积曲线为基础,采用短时傅利叶变换（STFT）的时频分析方法,以层合板复合材料为实验对象,与单独在时域、频域中分析相比较,结果表明：STFT可有效地识别Lamb波的传播模式,并可准确地对能量成分进行分析。     

LDPE/PU复合材料在旋塑包装箱中的应用

研究一种新型复合材料——低密度聚乙烯（Low Density Polyethylene,LDPE）/聚氨酯（Polyurethane,PU）,将其应用到包装箱领域.该包装箱通过旋塑工艺加工成型.通过单轴拉伸试验,分别测量出LDPE和PU的应力 应变曲线;根据旋塑模具设计要求用UG对包装箱进行结构设计;用ANSYS Workbench对该包装箱进行结构强度分析.仿真结果表明：LDPE/PU包装箱既保证结构强度,又满足轻量化要求,并能节约成本.     

带周期时间特性的自主访问控制委托树模型

传统自主访问控制（DAC）不具有时间敏感性,也不支持权限委托策略,这使得DAC很难满足对时间敏感的需求,而且对授出权限使用的不可控也可能造成权限滥用而带来安全隐患。提出了带周期时间特性的自主访问控制委托树模型（PDACDTM）。PDACDTM不仅在DAC中引入了周期时间、访问持续时间、访问次数和时序依赖来限制主体对客体的访问,而且在权限委托方面提出了委托树模型。该委托树模型通过委托深度和委托广度来限制委托权限的传播,同时还支持复合权限委托。PDACDTM以树形结构刻画了委托权限的传播,使得委托关系的处理更为明确、完备,也更加灵活且易维护。