基于子结构的内力约束连续体拓扑优化

通过拓扑优化可以得到传力路径,不同传力路径对应不同内力载荷。如果将内力载荷作为目标或约束进行拓扑优化,可以得到满足不同需求的传力路径,为拓扑优化的发展提供新思路和新方法。为了得到不同内力载荷需求的传力路径,基于子结构法将结构分开使内力暴露出来。以结构质量最小为目标,以内力为约束建立拓扑优化模型,基于独立、连续、映射( independent, continuous, mapping, ICM)方法和单位载荷法将内力显式化,通过累加获得需要控制的传力路径上的内力,通过迭代调整2个路径上的内力使其比值达到一个稳定的值,从而获得满足内力约束的传力路径。算例表明：不同的内力约束可以得到不同的传力路径。     

多高层框排架-支撑结构减震设计及试验研究

为了解决多高层框排架-支撑结构存在的抗震能力较弱、出现薄弱层等问题,以某典型多高层框排架-支撑结构为实例,基于防屈曲支撑( buckling-restrained brace, BRB)消能减震技术设计了3种减震方案,并通过有限元软件对原结构及各方案进行了弹塑性分析。分析结果表明：3种方案均可改善层间位移角分布,提高结构抗震性能,其中降刚度方案的经济性及减震效果均较好。按1：10缩尺比例分别设计制作原结构及降刚度方案试验模型,通过静力往复加载试验,验证了减震方案提高结构阻尼比及抗震性能的效果。     

锂离子电池健康状态估计方法

为研究动力锂离子电池的健康状态( state of health,SOH),根据SOH和荷电状态( state of charge,SOC)的定义以及电池的二阶电阻电容( resistance-capacitance,RC)等效电路模型,建立了基于恒流充电阶段电池电压曲线的SOH估计模型。通过分析电池循环寿命测试数据,利用恒流充电阶段电池电压曲线对SOH进行估计,并与试验数据进行了对比,在SOH值衰减至80%之前,SOH估计的相对误差均在±2%范围内,能较好地吻合试验结果。结果表明：所提出的估计方法具有可行性和精确性。     

金属离子对车载制氢机制氢效率的影响

针对向车载制氢机加水带入的金属离子导致制氢效率偏低的问题,在制氢测试系统实验台上研究加入含不同Zn2+、Fe3+和Cu2+质量浓度的溶液对制氢效率的影响.在电解电流为30 A,初始温度为19.7℃,压力恒为0.1 MPa条件下,电解2 L质量分数为30%的KOH溶液与其对应加入50 mL含不同金属离子质量浓度溶液做比较.试验结果表明：随着电解的进行,加入溶液所含的金属离子质量浓度越高,KOH溶液的电解电压越高,制氢速率越低,制氢效率越低.     

工业化装配式高层钢结构新体系关键问题研究和展望

简要分析了工业化装配式钢结构建筑发展面临的重大机遇,指出我国建筑业粗放式的生产和建设模式必须向绿色化、工业化、信息化转型升级,发展全寿命绿色建筑及工业化装配式钢结构体系是必由之路.研发了工业化装配式高层钢结构多种新体系以及新节点和新构造,包括装配式斜支撑高层钢结构、桁架梁-方钢管柱结构体系新体系、模块化装配式角钢桁架梁柱体系、震后可恢复功能装配式预应力钢框架、装配式摩擦耗能复位框架-支撑结构体系、盖板装配式钢板剪力墙体系.通过理论分析和实验研究了工业化装配式钢结构整体稳定、抗震性能、梁柱节点连接性能、装配式钢结构快速建造、全预制楼板体系和叠合式楼板体系性能、外挂式墙板配套连接构造性能等关键问题并取得成果.对进一步推进工业化装配式钢结构建筑发展进行了展望.     

格宾网箱覆绿功能反滤层优化设计研究

格宾网箱应用于边坡工程时具备护坡、覆绿及材料就地利用等多种特点。为了保证格宾网箱中的植被能够稳定存活,并且防止强降雨条件下植被土颗粒的流失,需对格宾网箱填充物进行反滤层的优化设计,从而实现绿色生态护坡的目的。依托北京冬奥会张家口赛区正在实施的“科技冬奥”项目,在模拟当地最大降雨强度条件下,采用自行设计的试验装置开展了反滤层的防冲刷试验,探究反滤层层数、厚度和反滤料粒径对反滤层防冲刷效果的影响,最终确定了格宾网箱覆绿功能反滤层的优化设计。试验结果表明：反滤层层数设置为两层,上下层厚度均为100 mm且上层碎石粒径小于20 mm、下层碎石粒径为20~100 mm时,反滤层的防冲刷效果最佳。     

流动空气压差比拟与风电叶片翼型线确定理论的探讨

翼型是风电叶片设计的关键元素,对风电叶片的气动性能、风能转化和利用率都有重要影响。因此,翼型研究一直是风电叶片研究的热点和难点。论文深入分析了流动空气与风电叶片的相互作用,提出了用空气重力比拟其流动前后压差产生的动力的概念,建立了流动空气沿风电叶片流动的能量转化关系,以此为基础推导出了风电叶片翼型线理论公式,并用Xfoil软件对比分析了翼型线理论公式确定的新翼型和BRUXEL36翼型,发现在-2°~6°攻角条件下,新翼型具有较高升阻比,其中在攻角为3°时,新翼型升阻比高出BRUXEL36翼型25左右。论文研究为流动空气与风电叶片相互作用理论及风电叶片翼型线理论的发展提供了新尝试和重要借鉴。     

碱土金属掺杂对BiFeO3陶瓷多铁性的影响

为了探究碱土金属离子掺杂对BiFeO3陶瓷多铁性的影响,采用固相法成功制备了BiFeO3以及Bi0.9 A0.1 FeO3(A=Ca、Sr、Ba)陶瓷,并对其铁电、铁磁等性能进行了研究.X射线衍射结果表明:晶体均为六方钙钛矿结构,空间群为R3 c,晶胞参数随掺杂离子半径的增大呈现先增大后减小的现象.电学性能测试发现:Bi0.9 A0.1 FeO3陶瓷的铁电极化值和漏电流密度均随着掺杂离子半径的增大而增大.结合X射线光电子谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)铁离子价态分析表明:Bi0.9 A0.1 FeO3陶瓷铁电性会受掺杂带来的结构畸变和氧空位浓度变化的双重作用的影响.BFO、BCFO、BSFO和BBFO陶瓷的磁化强度依次增大,磁场强度为14 T时磁化强度分别为0.150、0.356、0.497和0.995 emu/g,其铁磁性随掺杂离子半径增大而增强,这与掺杂造成的结构畸变以及铁离子变价有关.     

基于宽带时频图的多路摩尔斯信号自动检测

针对现有算法没有涉及的宽带环境下多路摩尔斯信号自动检测问题,提出一种基于宽带时频图和集成学习分类器的算法.首先,通过提出一种基于宽带时频图的信号快速窄带滤波方法,实现噪声背景中各类型信号窄带时频图的快速获取;然后,为从上述窄带时频图中识别出多路摩尔斯信号,提出3个新特征与局部二值模式特征构成特征向量;最后,采用集成学习算法设计分类器实现摩尔斯信号的自动检测.与现有算法对比实验结果表明:针对多组实际数据,该算法的正确率均可达95%以上,同时误检率低于10%,具有良好的鲁棒性和应用价值.     

基于弹性网络模型的蛋白质结构-功能关系

蛋白质结构-功能关系研究是结构生物学领域的热点问题之一,具有重要的理论和实际应用价值.弹性网络模型(elastic network model,ENM)是获取蛋白质结构本身固有动力学性质,进而揭示其生物学功能的有效方法,在蛋白质结构-功能关系研究中得到了广泛应用.简要介绍了ENM的基本原理及其在蛋白质结构-功能关系中的应用,主要包括蛋白质功能性运动分析和关键位点识别等.