PR状态方程二元相互作用参数的拟合及对柴油中氢气溶解度的预测

通过Aspen Hysys模拟计算了温度(323~623)K和压力(4~10)MPa条件下,氢气在0~#柴油、直馏柴油、催化柴油和焦化柴油中的溶解度。计算结果对比实验数据,得到氢气在4种柴油中溶解度的平均误差分别为17.49%、11.48%、20.09%和14.00%。因二元相互作用参数与柴油性质以及温度之间存在着一定的关联,为了得到更加准确的溶解度数据,提出了计算PR状态方程中二元相互作用参数的关联式,并用Matlab进行关联式参数的拟合和氢气溶解度的计算,得到溶解度数据的平均误差分别为8.12%、7.51%、5.73%和6.10%,有效地提高了数据的准确性。因此,提出的二元相互作用参数的计算关联式可以为更加准确地预测氢气在柴油中的溶解度提供有效的方法。     

基于区域扩散机制的无线传感器网络时间同步算法

针对当前无线传感器网络时间同步算法无法满足物联网对于网络实时性的要求,提出了一种基于区域扩散的无线传感器网络时间同步算法。该算法分为两个阶段进行:第一阶段根据生物觅食理论(OFT),按照收益率最高的原理提出一种代言人信息选择算法(SIE)进行区域内时间同步;第二阶段根据时间偏移量最小节点选择区域代言人并在区域之间进行二次同步,同时将同步过程映射到马尔可夫链,提出基于马尔可夫链的代言人加速算法(MarSAA)。理论分析和实验证明,提出的算法具有较好的时间复杂性;并且两阶段算法可以并行进行,相对于传统算法在全网时间同步上具有非常好的性能。     

无限长悬臂梁自由端受力偶作用下固定端应力分布的辛解法

在弹性力学辛体系中,采用分离变量法和本征函数展开法,考虑零本征值和非零本征值对应的本征解,对无限长悬臂梁自由端受力偶作用时固定端应力分布问题进行了研究,得到了这一问题的辛解答,对计算结果进行了分析。结果表明:辛解法由于采用二类变量进行求解,能够较好地处理各种边界条件,对分析这类问题具有独特的优势,因此计算精度较高。这一方法还可应用于其他边界问题的研究。     

多层薄膜结构中的热应力分析

针对当前无法分析MEMS多层薄膜结构中热应力的现状,通过修正Suhir.E提出的双金属带热应力分布理论,提出了MEMS多层薄膜结构的热应力分布模型,该模型适用于评估MEMS多层结构中热应力分布规律,同时为采取合理措施减小应力提供了理论支持。在温度载荷作用下,多层薄膜结构中将产生正应力、剪应力和剥离应力的作用,应力变化主要集中在界面端处。其中,正应力分布于各层内,随与中心点距离的增大呈指数减小,在端面处急剧减小至最小值;剪应力和剥离应力则主要分布于各层界面上,随与中心点距离的增大呈指数增大,在界面端处达到最大值。最后,开展了由四种材料（玻璃、铬、铜、镍）组成的多层薄膜结构的热力学仿真分析,验证了所建立解析模型的正确性,以及各应力在多层结构中的分布规律。     

在裂纹尖端引入奇异单元的偶应力有限元法

针对在微观状态下结构力学行为会受尺度效应影响的问题,在偶应力理论中考虑微观结构的旋转梯度可以较好解释结构的尺度效应.建立基于一般偶应力理论的有限元法的基本方程,并在裂纹尖端引入奇异单元,计算受单向拉伸的中心斜裂纹板裂纹尖端场的应力强度因子(Stress Intensity Factor,SIF),分析特征长度变化对SIF的影响,对比偶应力理论下的结果与经典理论下的结果.结果表明：在裂纹尖端引入奇异单元可以提高计算精度和稳定性;偶应力使得裂纹尖端SIF比经典理论下的值小,并且SIF随着特征长度增大而减小.     

基于MotionView整车虚拟试验场仿真的后转向节强度分析

由于车辆行驶状况复杂多样,传统静态工况无法复现各类恶劣路况下后底盘转向节真实应力,因此在利用MotionView建立整车刚柔耦合多体动力学模型的基础上,将后转向节利用柔性体进行模拟;在进行虚拟试验场仿真分析的同时采用模态综合法计算结构动应力,得到后转向节最高应力位置及发生时刻.仿真结果与整车道路试验结果的对比表明仿真方法准确.     

未标定相机的高精度位姿估计方法

针对未标定相机的位姿估计问题,提出了一种焦距和位姿同时迭代的高精度位姿估计算法。现有的未标定相机的位姿估计算法是焦距和相机位姿单独求解,焦距估计精度较差。提出的算法首先通过现有算法得到相机焦距和位姿的初始参数;然后在正交迭代的基础上推导了焦距和位姿最小化函数,将焦距和位姿同时作为初始值进行迭代计算;最后得到高精度的焦距和位姿参数。仿真实验表明提出的算法在点数为10,噪声标准差为2的情况下,角度相对误差小于1%,平移相对误差小于4%,焦距相对误差小于3%;真实实验表明提出的算法与棋盘标定方法的精度相当。与现有算法相比,能够对未标定相机进行高精度的焦距和位姿估计。     

基于TIDW的木材内部缺陷三维应力波成像方法

为了更直观准确地检测木材内部缺陷大小、形状、腐朽程度等信息,提出了一种基于TIDW（Top-k Inverse Distance Weighted）的三维木材内部缺陷应力波成像方法。该方法在木材周围随机部署传感器,采集应力波速度数据集,并对木材内部缺陷进行三维应力波成像。TIDW算法将预估点的邻域关系扩展到三维空间,增加预估点的搜索半径,引入Top-k查询找出其邻域内影响最大的k个已知点,计算得到预估点的值并进行三维成像。与IDW算法相比,该算法具有更高的成像精度,能够更准确反映木材内部缺陷特征。     

基于概率断裂力学的管道疲劳寿命分析

采用奇异单元模拟裂纹尖端应力场的奇异性,计算裂纹尖端的应力强度因子和张开应力.以概率论为基础,结合确定性疲劳断裂力学估算方法,考虑参数的不确定性和随机性,应用蒙特卡洛模拟法分析管道的疲劳寿命.结果表明：通过J积分计算得到的裂纹尖端张开应力与计算得到的管道工作应力基本相等.采用蒙特卡洛模拟法进行的一定可靠度和置信度下的疲劳寿命预测能反映评定参数的不确定性,较传统的断裂力学计算结果更安全.     

基于主应力删除准则的ESO法及其应用

为促进渐进结构优化（Evolutionary Structure Optimization,ESO）法在桥梁找型方面的应用,阐述基于主应力删除准则ESO法的基本原理,研究不同M值对优化结果的影响,并建议在应用该法进行拓扑优化时取M≥10.应用基于拉应力占优删除准则的ESO法分析高跨比对缆索支承桥形式的影响,结果表明：当高跨比大于等于1/7时缆索支承桥的最优形式为斜拉桥;当高跨比低于1/7时最优形式为悬索桥.