钢管混凝土柱在大跨度高层电信建筑中的应用研究

通过对钢管混凝土柱、节点的理论分析及节点试验论证，证明钢管混凝土柱对大跨度高层电信建筑是一种行之有效的结构方案。     

空间相机快速反射镜的结构轻量化设计

针对空间相机快速反射镜的工作条件和工作要求,提出了快速反射镜的结构轻量化设计方案。以100 mm口径圆形反射镜为研究对象,设计了利用加强筋减重的反射镜轻量化结构,并提出了基于镜面抗弯刚度等效的等效标准圆镜厚度的计算方法;分别设计了基于镶嵌体结构的背部三点支撑方案和背部中心支撑方案,有限元对比分析的结果表明,采用背部中心支撑方案可以避免镜座与反射镜之间因温度变形不协调引起的多个支撑点相互干涉,镜面面形精度较高,并且由于结构简单,其摆动组件的总质量更轻;为了进一步提高快速反射镜结构的综合性能,同时以摆动组件的总质量及镜面面形的均方根值为优化目标,对背部中心支撑方案下快速反射镜的主要结构参数进行了多目标优化,优化结果显示,加强筋的高度和镶嵌体的壁厚对结构综合性能的贡献最大;最终优化方案下快速反射镜的摆动组件总质量仅为95.75 g,结构的一阶谐振频率为217 Hz,在-8℃温度载荷的作用下,镜面面形的RMS为7.26 nm,满足设计要求的同时,反射镜实现了40.4%的轻量化率。     

运算流水线的实现和优化

文章在对流水线性能进行分析的基础上，以双精度浮点运算流水线为例子，阐述了实现多条运算流水机制的方法。并对单条流水线，从设计结构和运算的分段两个方面详细介绍了设计的优化方案，并对优化后流水化设计和传统流水设计进行了可靠性和速度的比较，其速度可以提高近1倍。     

输电线路大跨越钢管塔的应用和结构设计探讨

在设计要求方面，这篇论文有严格的要求，从一方面说，就是要越过一种结构——钢管：有结构选型、荷载计算、动力效应、钢材选用、内力分析、节点型式、构，加上之前在设计钢管的过程中有的一些惨痛的经验教训。可以结合一些专家的看法。     

基于IFOA优化DV-distance算法的无线传感器网络定位研究

对无线传感器网络节点定位问题进行研究,提出一种基于IFOA优化DV-distance算法的WSNs定位方法。针对DV-distance算法定位精度低、噪声影响大,受限于网络拓扑结构等问题,将改进的果蝇优化算法(IFOA)引入到DVdistance设计中,实现了节点位置的精确定位,为进一步提高算法定位的精度,引入动态加权修正因子,并给出动态误差修正策略,最后对WSNs节点定位问题进行实验仿真,仿真结果表明,基于IFOA优化的DV-distance定位算法较DV-distance和传统定位算法在定位精度上有明显改善。     

一个基于IPv6移动管理结构的研究

移动IPv6被认为是实现固定和移动网络结合的关键技术，它可以实现固定和移动网络的无缝连接。在移动网络中，要求数据能被快速移交，但是这个核心功能在早期的移动IPv6的版本不能得到支持。这是由于移动节点的移动性能的管理受制于家乡代理和通信伙伴节点，而且后两往往远离移动节点。为了克服这个问题，IETF提出了分级处理的办法，但这些方法是牺牲路由优化来获取数据的快速移交。本提出一种新的基于分级处理的移动管理结构，它可以实现不牺牲路由的前提下，加快数据信息的快速移交。     

基于粒子群算法的无线传感器网络覆盖优化

传统无线传感器网络覆盖优化方法所选算法的结构不合理,使其覆盖能力、迭代能力和有效性无法维系网络基本功能,为此提出粒子群算法的无线传感器网络覆盖优化方法。通过构建无线传感器网络认知模型,将网络覆盖优化工作转化成求取目标物体最大覆盖几率问题,使用粒子群算法对模型进行编码,利用模型适应度函数给出的约束值对网络节点位置进行更新,实现对无线传感器网络覆盖率的优化。通过分析仿真实验结论可知,与传统方法相比,该方法具有更强的覆盖能力、迭代能力和有效性。     

基于算术优化算法的低压配电网故障区段定位方法

为了提高低压配电网故障区段定位的准确性和快速性，保证居民用电安全，文中提出一种基于算术优化算法实现故障区段定位的方法。算术优化算法具有结构简单、收敛速度快以及精确度高等优点。选取IEEE33节点的配电网模型，使用MATLAB对此模型节点支路、节点开关状态和适应度函数进行编程仿真。对单点故障和多点故障以及存在信号畸变的单多点故障进行仿真计算，并对仿真结果进行分析。结果表明，利用算术优化算法的局部搜索和全局搜索分开进行的特点对故障区段定位问题进行局部充分搜索，可实现准确定位，准确度达到97%,优于二进制粒子群算法、遗传算法和改进鲸鱼优化算法。     

无线传感器网络中敏感数据分布密度控制方法研究

为了解决传统基于参数可变遗传方法对无线传感网络敏感数据分布密度控制不健全,导致敏感数据分布密度失衡,且能量消耗过高的问题。提出基于改进差分蜂群算法的无线传感器网络节点分布密度控制方法,其综合考虑节点信息感知和信息传递的能耗,对圆形区域和带状区域的节点能耗进行分析,从理论上分别给出适用于这两种场景的节点非均匀分布方法,在此基础上采用改进差分蜂群算法,通过以网络覆盖率为目标函数对覆盖区域的节点进行分布密度优化控制,实现节点中敏感数据分布密度的均衡控制。实验结果说明,所提方法可实现节点中敏感数据分布密度的均衡控制,降低能量消耗。     

麦弗逊悬架在ADMS中嵌入遗传因子的优化研究

基于麦弗逊汽车悬架动力神经结构中的麦弗逊汽车悬架动力神经结构运动参数与数据优化瓶颈,利用基于麦弗逊汽车悬架动力神经结构空间结构和麦弗逊汽车悬架动力神经结构运动性能建立麦弗逊汽车悬架动力神经结构运动模型。同时利用数学运算数学运算几何定位节点的关联函数。同时利用汽车遗传因子方法进一步优化麦弗逊汽车悬架动力神经结构运动模型,并嵌入在Adams中。仿真实验表明：在Adams中嵌入汽车遗传因子后可有效控制定位节点的滑移量。所设计的ADAMS嵌入汽车遗传因子的优化设计方法,能够在汽车汽车悬架动力参数与数据优化时快速实现,证明了所建立模型的正确性和优化设计方法的有效性。     

基于表面压电波动测量的钢管砼剥离检测试验

钢管混凝土结构结合了钢管与混凝土两者的力学优点,具有优越的力学性能,被广泛应用于超高层建筑和大跨度桥梁中,但钢管管壁与内部核心混凝土间的界面剥离将会对其承载力等力学性能带来负面影响。该文提出一种通过在钢管壁同侧布置压电陶瓷片作为驱动器和传感器,基于表面波动测量的矩形截面钢管混凝土构件的界面剥离缺陷检测方法,通过在一矩形截面钢管混凝土柱钢管的四面内壁设置不同程度剥离缺陷进行测试,对比简谐激励下健康工况和不同尺寸缺陷工况下压电传感器测量信号幅值,定义界面损伤指标实现了管壁界面剥离缺陷检测。结果表明,基于表面波动测量的钢管混凝土柱内部界面剥离缺陷状况检测方法有效,损伤指标与损伤程度相关。     

冲击载荷下航天用PBGA焊点的优化设计

从动力学角度考虑PBGA焊点承受不同加速度情况下冲击载荷的情况,对PBGA焊点尺寸建立了正交设计表。运用有限元分析技术对该表中各种因素和水平分别进行有限元分析,运用数理统计对正交结果进行分析,在现有尺寸结构上提出了最优化设计。对各种因素进行了显著性分析及比较,得出在动力载荷下,焊点直径、高度等参数对焊点可靠性的影响比焊点位置参数对焊点可靠性的影响要低得多。在动力载荷下,焊点位置、形状变为可靠性设计的主要考虑因素。并通过扩大参数取值范围得到二次正交设计表验证了其正确性。     

高可靠性多路旋转关节的设计

本文阐述了多路旋转关节的设计方法,它包含一路矩形波导的高功率通道,若干路可堆积饼式旋转关节的中小功率通道,在整个旋转过程中,它具有承受高功率、低损耗、低驻波特性,该旋转关节时需要考虑的因素以及关键部分的设计方法,并且设计加工了一个六通道旋转关节装入整机,给出了实验结果。验证了该方法的可行性。     

基于回归分析和遗传算法的BGA焊点功率载荷热应力分析与优化

建立了球栅阵列BGA（Ball Grid Array）焊点有限元分析模型,选取焊点高度、焊点最大径向尺寸、上焊盘直径和下焊盘直径作为设计变量,以焊点应力作为目标值,采用响应曲面法设计了29组不同水平组合的焊点模型并建模进行仿真计算,建立了焊点应力与结构参数的回归方程,基于回归方程结合遗传算法对焊点结构参数进行了优化,获得了焊点应力最小的结构参数最优水平组合.结果表明：对于无铅焊料SAC387,焊点应力随焊点的高度增加而减小,随最大径向尺寸的减小而减小;应力最小的焊点水平组合为：焊点高度0.38mm、最大径向尺寸0.42mm、上焊盘直径0.34mm和下焊盘直径0.35mm;对最优水平组合仿真验证表明优化后焊点最大应力下降了4.66MPa,实现了BGA焊点的结构优化.     

基于扭转载荷的微尺度CSP焊点应力应变分析与优化

建立了微尺度芯片尺寸封装焊点有限元分析模型并对其进行扭转应力应变仿真分析与实验验证.分析了焊点材料、焊点直径、焊盘直径和焊点高度对焊点扭转应力应变的影响;以焊点材料、焊点直径、焊盘直径和焊点高度为设计变量,采用响应面法设计了29组不同水平组合的焊点模型并获取了相应焊点扭转应力,建立了焊点扭转应力与焊点结构参数的回归方程,结合遗传算法对焊点结构参数进行了优化.结果表明：焊点材料为SAC305时扭转应力应变最大,焊点最大扭转应力应变随焊点直径和焊盘直径增加而减小、随焊点高度增大而增大;最优焊点结构参数水平组合为：焊点材料SAC305、焊点直径0.22mm、焊盘直径0.14mm和焊点高度0.14mm;仿真验证表明最优焊点最大扭转应力下降了3.7MPa.     

不同功率对激光摆动焊接钢/铝异种材料的影响

为了得到高质量的钢/铝接头, 采用激光摆动焊接的方法、使用不同的功率对DP780双相钢和5083铝合金两种金属进行了搭接实验, 研究了不同焊接功率对钢/铝接头宏观形貌、微观组织和力学性能的影响。结果表明, 1400W~1600W的功率区间内可有效实现板材焊接; 激光功率为1400W和1500W时, 焊接接头的金相组织以马氏体为主, 当激光功率为1600W时, 接头内的铁素体增多, 马氏体减少, 焊接接头的金相组织以铁素体为主; 3种接头显微硬度的最低值和最高值分别位于焊缝中心和热影响区, 在1500W的激光功率下, 焊接接头的力学性能最好, 钢侧接头的显微硬度约高于母材显微硬度的1.7倍; 接头的最大剪切强度达到113N/mm。此研究结果应用在船舶制造领域具有较重要的意义。     

Effects of toe stiffness on ankle kinetics in a robotic transtibial prosthesis during level-ground walking

Robotic transtibial prostheses are gaining popularity, as they significantly improve amputees’ locomotion. Existing studies mainly concentrate on the importance of ankle joints in these prostheses. However, there are few studies that focus on the effects of prosthetic toe joints. Different from human feet, most prosthetic feet are single-segment structures without toe joints. In order to develop more human-like prostheses with ankle and toe joints, it is of great importance to investigate the effects of toe stiffness on ankle kinetics, as it contributes to the design and control optimizations. In this paper, we analyze the effects of toe stiffness on ankle kinetics in a robotic transtibial prosthesis we have built recently. Dynamic models of the prosthesis’ ankle and toe joints are built. The imposed plantar pressures and objective joint angles of these models are obtained from locomotion experiments on able-bodied subjects. Simulation results indicate when the toe joint is fixed, the ankle energy consumption in one gait cycle is almost 1.2 times of that when the toe joint is driven to track the able-bodied toe motion. Experiments of the prosthesis prototype are carried out on an amputee subject with a transtibial amputation. The results show that compared with the fixed toe joint either the active toe joint or the passive toe joint can reduce the ankle output moment and power consumption. This means adding a toe joint to the foot can reduce the designing requirements of the ankle joint. In addition, the active toe joint can help the prosthesis perform more human-like behaviors compared with the passive toe joint. On the other hand, the passive toe joint can simplify the prosthesis structures and reduce the total weight compared with the active toe joint.     

Non-spherical ball-socket joint design for Delta-type robots

Delta-type robots are commonly used for positioning purposes in medical surgery. In such applications, the loading position accuracy of the end effector is of critical importance. However, the positioning accuracy is determined by the loading deflection, which depends in turn on the link flexibility and joint clearance within the system. Importantly, the loading deflection is posture/position dependent. This characteristic greatly complicates the task of improving the positioning accuracy using traditional compensation control methods. Accordingly, the present study proposes a non-spherical ball-socket joint design to improve the loading stiffness of the robot over the entire workspace. An analytical model is derived to quantify the loading deflection as a function of the link flexibility and joint clearance. The experimental results show that the non-spherical ball-socket joint design reduces the total variation in the loading deflection of the end effector by up to 81.04% compared to that of a traditional robot with spherical ball-socket joints when performing positioning over the entire workspace at the assigned height.     

基于正交法的FBGA焊点可靠性优化研究

在芯片紧密度、功耗都在增加的微电子封装领域,FBGA封装在同体积下有较大的存储容量。基于有限元和正交法,进行了FBGA焊点热循环载荷下的可靠性分析,并进行了更稳健的焊点结构参数优化设计。结果表明,焊点阵列对FBGA结构热可靠性有重要影响;优化方案组合为12×12焊点阵列,焊点径向尺寸为0.42 mm,焊点高度为0.38 mm,焊点间距为0.6 mm。经过优化验证,该优化方案的等效塑性应变范围较原始设计方案降低了89.92%,信噪比提高到17.72 dB,实现了焊点参数优化目标。     

超声波检测等离子弧焊焊接铜与不锈钢对接接头残余应力研究

基于超声波检测对等离子弧焊接铜与不锈钢对接接头的残余应力进行研究。本文针对等离子弧焊铜与不锈钢对接接头在传统检测过程中容易出现漏探及错探的问题,运用超声波进行无损检测,从造成焊接缺陷的起因及形态,到定位、定性及定量方法的合理选用进行了全面深入的探讨。提出了针对此类异种金属的焊接接头适合于现场操作的方法,验证了此类检测方法的合理性。