高速单体船快速性和操纵性综合优化混沌算法

以高速单体船为研究对象,通过了综合论证及分析,建立了以快速性和操纵性为目标函数的综合优化数学模型。以MATLAB6.5为工作平台,应用变尺度混沌优化算法,编制了优化程序,并对高速单体船快速性和操纵性的仿真模型进行在线优化。优化结果表明:变尺度混沌算法对高速单体船快速性和操纵性综合优化是有效且可行的。     

碳纤维复合材料避震塔强度性能多尺度优化设计

综合考虑机织复合材料成型及力学性能特点,设计了一体式结构3D机织碳纤维复合材料避震塔,并基于多尺度优化方法,综合考虑材料和结构参数,实现避震塔强度性能优化设计。为获取准确的仿真分析用材料参数,基于显微镜观测得到的机织参数建立多尺度预测模型。通过避震塔强度性能仿真分析与试验结果的对比,验证了考虑工艺过程影响的材料参数预测结果及结构性能仿真分析方法的正确性,与原高强钢避震塔相比,优化得到的3D机织碳纤维复合材料避震塔实现了50%的轻量化效果。     

寒区近海混凝土桥梁性能衰退机理与损伤行为评估方法

受到周期性潮汐变化的影响,中国寒区近海混凝土桥梁长期遭受海水冻融及多种耦合腐蚀作用,这严重影响了桥梁的服役性能与使用寿命。为了准确预测桥梁的性能衰退规律,针对桥梁所处环境,分析了桥梁结构的性能退化机理,并借助近场动力学方法在多尺度方面的优势,利用MATLAB-ABAQUS联合仿真方法建立了桥梁劣化损伤预测与评估方法。在此基础上,从混凝土海水冻融损伤出发,考虑温度分布特性、临界饱和度模型、孔隙结晶规律与孔隙压力理论,结合不同孔隙的结晶温度与孔隙累积,通过孔隙变形加载方式建立混凝土微观尺度的冻融循环数值模拟计算方法。随后,根据混凝土微观尺度冻融损伤的计算结果,建立考虑冻融损伤分布的RC桥墩等效数值模拟计算方法。最终,设计制作了RC桥墩节段,进行了海水环境下RC桥墩的冻融循环试验,并利用超声层析成像技术,得到RC桥墩的海水冻融损伤分布。试验与计算结果表明：通过与超声层析成像试验结果的对比,混凝土微观尺度计算模型可以很好地模拟冻融循环过程中孔隙累积与孔隙转化引起的混凝土冻融损伤行为;受到温度分布与相对饱和度的影响,当冻融大于50次后,试件出现明显的冻融损伤界限（冻融深度）,且随着冻融次数的增加,冻融深度的增速呈现先增大后减小的趋势。除此之外,等效计算模型的滞回曲线计算结果与试验结果吻合较好,随着冻融次数的增加,RC桥墩的峰值荷载逐渐减低,海水冻融对RC桥墩力学性能的影响极为严重,且建立的计算方法很好地预测了海水冻融作用下RC桥墩的力学性能退化。     

基于遗传算法的渡船横渡航法寻优模型

目前,渡船横渡内河水域主要依赖船长的经验,依据周围水域的实时态势做出决策,无法对整条横渡航线进行整体把握。因此,所选择航法经常使渡船在航道中间,处于低速等待穿越时机的状态,横渡航行风险相对较高。建立安全评价模型,结合研究添加重要判据求得实际最近会遇距离,加入船舶尺度建立安全评价指标作为适应度函数阈值。应用遗传算法(Genetic Algdrithm, GA)建立基于遗传算法的内河横渡模型,综合考虑经济性、转向角度和转向点数量求取路径的适应值并执行遗传操作。试验选取长江某渡口真实交通流数据作为输入进行模型验证,导出迭代所得路径关键参数,经过专家对关键参数进行分析比对,所得航线的经济性、及时性和安全性均较为合理,构建的模型可应用于渡船横渡内河水域航法寻优中。     

大跨度钢拱桥平转施工多尺度有限元分析

文章基于变形协调原理提出了大跨度钢拱桥平转施工多尺度有限元分析方法,实现了不同尺度模型之间的变形协调,并以广东某主跨为300 m的钢拱桥为背景,建立了其多尺度有限元模型进行动力特性计算分析。结果表明：采用多尺度模型进行大跨度钢拱桥平转施工分析,既能可靠地实现结构整体受力行为的模拟,还能反映结构关键部位的受力性能,为大跨度钢拱桥平转施工的安全高效实施提供技术支撑。     

基于子结构法的结构行为一致多尺度建模方法研究

为建立用于大型结构局部细节处动态应力响应分析的有限元模型,本研究提出了一种基于子结构法的结构行为一致多尺度建模方法。该方法运用子结构法将局部精细化有限元模型处理为超单元,并基于界面虚功平衡原理建立多尺度界面耦合处的位移约束方程,经过迭代计算获得约束方程系数,完成多尺度界面的耦合连接。以三维箱型截面悬臂梁结构为例,构建子结构法的多尺度模型,并与基于刚性区域法的多尺度模型的应力响应进行对比分析。研究结果表明：在静力分析应力场,尤其是在多尺度耦合界面附近的应力场与精细化全壳单元模型吻合良好,但基于刚性区域法的多尺度模型在界面耦合处应力过渡不连续,存在多处应力集中,与精细化全壳单元模型相差较大。此外,该模型的瞬态应力响应也与精细化全壳单元模型吻合良好。该研究成果可为大型结构的局部关键构件的动态应力响应分析提供借鉴。     

基于深度学习的动车组运行安全图像异物检测

动车组在运行过程中容易附着塑料袋等异物,影响动车组的运行安全.针对动车组运行安全图像异物自动检测的问题,研究基于卷积神经网络的动车组异物检测与分割模型,该模型采用特征金字塔网络提取异物的多尺度融合特征,通过区域提议网络生成未知类别的候选区域,通过预测网络对候选区域进行分类和位置回归,并通过分割网络生成预测区域的蒙版.针对异物形态变化多样,采用可变形卷积改变感受野适应异物形态的变化.针对异物检测任务中异物数量远小于背景零部件的数量,采用在线困难样本挖掘筛选出困难样本重新输入预测网络以平衡正负样本的比例.实验分析表明,通过优化方法使得最终模型检测精度达到了90.35%,提升了4.03%;召回率达到94.85%,提升了8.1%.     

豪华邮轮主尺度回归分析方法

主尺度确定是船舶设计初期的重要工作。许多学者已对散货船、油船等船型的主尺度要素进行了研究分析,而对豪华邮轮主尺度的研究还很少。在对豪华邮轮的特点进行分析的基础上,搜集了40余艘豪华邮轮的船型资料,分析了豪华邮轮各个主尺度要素的特点以及相互关系。运用统计学方法分析处理统计数据,分别用单变量和多元回归分析方法建立了主尺度数学模型,并对回归结果进行了验证和误差分析。经检验,得到的回归公式误差在一定范围内,具有一定显著性和可信性,可供设计者参考。     

内河航道混凝土护面板尺度优化

对孤立状态下内河航道混凝土护面板的受力情况以及稳定性进行分析计算,建立了确定混凝土护面板厚度的优化模型,同时对混凝土板护坡应用过程中出现的问题提出了一些措施和建议。