我对课后"思考·练习"的认识

目前课堂教学改革千变万化,有些教师只偏重课文本身的讲解和学生对课文的理解,往往忽略了课后的"思考·练习".其实"思考·练习"是每一个课例的组成部分,而且作用非常大.下面简单谈一下自己对"思考·练习"的认识.     

基于开口谐振环的K波段超材料微带天线尺寸优化设计

利用经典开口谐振环提升微带天线增益,首先分析了开口谐振环的谐振频率关于环外径和环宽度的变化关系曲线,然后建立了微带天线仿真模型,并将周期性排列的开口谐振环放置于微带天线基板周围,通过调节开口谐振环的环外径和环宽度达到与24 GHz(K波段)微带天线的匹配,最终在环外径为1.05 mm,环宽度为0.1 mm时天线增益取得最优值。仿真结果表明:基于开口谐振环超材料微带天线增益从7.926 1 dB增加到10.339 dB,提升了30%,同时超材料微带天线E面和H面的半功率波瓣宽度分别减小了26°和36°,减弱了侧向辐射。     

基于多人工神经网络的超材料微带天线智能设计

依据超材料微带天线的增益、E面半功率波瓣宽度和H面半功率波瓣宽度建立3个人工神经网络,得到卦线长度、断口间距、卦线宽度、卦线间距和覆层高度,建立统一的多人工神经网络。对超材料微带天线进行智能设计,并对核心尺寸设计结果进行结构重分析。结果表明：基于多网络的训练集、验证集和测试集均方误差均小于1‰,相比于常规的单人工神经网络,其预测精度有了明显提升;设计的3个天线性能指标的绝对误差达标。     

基于遗传算法的77 GHz超材料微带天线拓扑优化

针对微带天线增益性能偏低的问题，提出了适用于77 GHz的常规矩形微带天线，并以此为基准引入超材料格子型基元，以天线增益为设计目标，有无超材料方格子为设计变量，基于遗传算法排布超材料基元的拓扑微结构。针对超材料基元拓扑构型中存在的点连接问题，引入冗余设计的理念重新优化设计，并分析了超材料天线高增益的机理。仿真结果表明：相较于常规矩形微带天线，其增益由7.32 dB提升到10.50 dB，增幅高达43.4%。     

铜电导率关于拉伸变形的影响模型

通过对纯铜试棒的拉伸变形实验及其后续的电导率测定实验,研究了拉伸应变对纯铜电导率的影响规律,结果表明:拉伸变形后,纯铜的电导率变大,且电导率增大的幅度随拉伸应变的增大而减小。最后,基于实验数据建立了纯铜电导率变化量关于拉伸应变的影响模型,并借助拉伸变形试样的金相实验结果,探讨了拉伸变形对纯铜电导率影响的内在机理,金相显微组织表明,拉伸变形过程中铜棒材料内部产生的晶格畸变和变形的累积效应是铜电导率发生变化的主要原因。     

左手超材料的研究进展

在经典物理学框架下论述了左手超材料的起源、分类和特性应用。左手超材料研究凭借日新月异的材料制备技术获得了长足的发展,目前已涵盖谐振贴片型、传输线集成型、薄膜层合型、颗粒复合型和渔网型等五大类别。负折射率是左手超材料最核心的特异属性,并衍生出负折射、超分辨率成像和光子隧穿效应等电磁场超特性;而左手超材料的后向波传播特性则主导了逆多普勒效应、逆切伦科夫辐射以及反常古斯—汉森位移等奇特波现象;此外,左手超材料胞元结构还具有重要的亚波长电磁响应特性。左手超材料在诸如成像、隐身、雷达、天线、传感器等领域具有非常重要的应用潜力。     

汽车涡轮增压器轻度喘振分析及路径控制优化

以某车型涡轮增压器为研究对象,通过道路试验及频谱分析对车辆加速过程中的"嘶嘶"声进行识别,结果表明噪声频段为700～1 600 Hz,确认涡轮增压器发生轻度喘振。继而通过路径控制优化的方式解决轻度喘振问题,设计了相应的宽频消声器且对消声器的消声性能进行仿真计算,结果显示消声器在700～1 600 Hz频段的传递损失都在10 dB以上。最后进行实车测试,安装宽频消声器后,车内"嘶嘶"声明显改善,提高了整车NVH性能。     

多型负泊松比材料-结构协同设计

为提高负泊松比材料的刚度性能,同时保证负泊松比材料的冲击吸能特性,提出材料-结构协同优化设计,以泊松比最小为目标,微观材料设计区域各单元的相对密度为设计变量,优化得到多种体分比下的最优微结构,同时基于刚度最大的优化目标得到宏观结构的材料分布,根据宏观最佳材料分布来指导各微结构间的排列组合,建立多型微结构负泊松比材料模型。仿真结果表明：与单一型负泊松比材料相比,多型负泊松比材料有较好的刚度增强效果和更好的能量吸收能力。     

低温下复合材料层合板的层间应力分析

以低温推进剂的纤维增强树脂基复合材料燃料罐为对象,研究在低温环境下复合材料/结构的力学性能。基于细观力学模型,分别建立了用于复合材料贮箱的2种典型复合材料E-Glass/Epoxy和Graphite/Epoxy低温环境下的本构关系。采用有限元法,通过对低温环境下典型铺层的层合板自由边界附近层间应力的分析,讨论了低温对E-Glass/Epoxy和Graphite/Epoxy这2种典型复合材料层合板自由边界附近层间应力分布的影响。结果表明:温度的变化对层合板层间应力分布的影响较明显,且温度越低层合板的最大层间应力值越大。研究成果将对低温推进剂的纤维增强树脂基复合材料燃料罐设计提供一定的参考价值。