关键词： 斜弯桥   有限元分析   斜桥正做  

摘要： 为解决城市桥梁跨通航水道斜交问题,以某南北向快速干线公路跨越三级航道特大侨工程为例,对桥梁设计方案进行研究,并采用Midas civil与Midas FEA对桥梁进行分析.结果表明,采用桥墩顺水流布置,在墩顶设置径向墩帽,安放支座,是可行的斜弯桥跨越水道的解决设计方案.上部结构各设计指标均满足规范要求.通过预应力张拉可改善桥墩受力不均匀问题.

关键词： 人机协作装配   点云重建   AABB包围盒   体素逼近   碰撞检测  

摘要： 高可靠的人机碰撞检测是紧耦合协作空间下机械臂安全运行面临的主要挑战。针对紧耦合协作空间下点云遮挡导致人体障碍空间感知不全、障碍包络空间冗余导致协作机械臂姿态规划失败等问题，结合人机骨架信息与稀疏采样方法实现了人机点云的快速重建，提出了一种基于体素逼近策略的紧凑型轴对齐包围盒生成与碰撞检测方法，并结合某型减速器人机协作典型场景验证了所提方法在人体障碍空间感知的精准度。试验结果表明作者所提方法能够在不损失效率的前提下实现人机点云的快速、完整重建与碰撞检测，可有效减少障碍包络空间体积92.38%，扩大机械臂避障运动空间1.15 m3。

关键词： 四旋翼   预定义时间   自适应滑模   径向基函数神经网络   扰动观测器  

摘要： 针对未知时变扰动下四旋翼无人机拖拽水面变质量负载的轨迹跟踪控制问题，设计一种预定义时间自适应滑模级联控制策略。首先，建模时分析了四旋翼和负载之间的解耦与耦合过程，并将负载对四旋翼产生的耦合影响视为内部作用力进行了计算。其次，基于预定义时间滑模面，设计了带有自适应扰动补偿的预定义时间滑模控制器。另外，径向基函数神经网络用于消除由负载质量变化造成的位置环不确定性；并设计预定义时间扰动观测器，以保证姿态环对外部扰动的快速响应。最后，仿真实验结果表明，在模型参数不确定和外部扰动下，所设计的控制策略能够实现四旋翼姿态更快速准确的调整，保证了四旋翼和负载在预定义时间内稳定跟踪。

关键词： 点阵结构   性能表征   力热电耦合分析   S参数反演   均匀化方法  

摘要： 点阵结构具有比刚度高、耐热性能好、透波性能优、可设计性强等优点，能够满足高速飞行器天线窗多功能的使用需求。针对点阵结构天线窗分析方法缺、设计迭代周期长的问题，提出一种针对点阵结构的力热电耦合分析方法。基于均匀化方法给出点阵结构力/热性能表征方法，基于S参数反演法给出点阵结构电磁性能表征方法，建立点阵结构力热电耦合分析方法；研究了点阵结构设计参数对天线窗力学性能、热性能以及电性能的影响规律，提出点阵天线窗力热电性能的关键设计指标。研究结果表明：所提出的点阵结构力热电耦合分析方法具有较好的精度，误差小于4.32%；胞元杆径与边长的比值是点阵结构的关键设计指标，点阵天线窗的力学、热学、电磁性能取决于胞元杆径与边长的比值，该值越大点阵天线窗的刚度越大、导热性能越好、透波性能越差。所提出的点阵结构力热电耦合分析方法为点阵天线窗的性能分析提供了一种解决方案。

关键词： MIDAS GTS/NX   深基坑   数值模拟分析   泵闸工程  

摘要： 为确保复杂施工环境下泵闸工程深基坑开挖方案设计的合理性和科学性，运用MIDAS GTS/NX二维数值模拟分析基坑开挖过程中的变形及围护结构影响，并与技术规范值及区域工程经验值对比分析。结果表明：①基坑设计方案采用的水泥土重力式挡土围护结构型式满足工程技术要求，水泥土重力式围护墙最大水平位移发生在围护体顶部；②最大地表沉降值为11.5mm，发生在距离基坑边线11m处，然后逐渐减小；③受到大面积卸载及地面荷载因素影响，桩间土隆起值较大，最大达到45.9mm。研究成果为类似工况下的泵闸工程基坑开挖提供依据。

关键词： 混凝土泵车   空心销轴   轻量化设计   有限元分析   多保真度代理模型  

摘要： 混凝土泵车作为现代基础设施建设的重要工程机械，有力推动了“一带一路”倡议的进程。当前，超长臂架以及重量合规已成为混凝土泵车发展的主要趋势，轻量化设计需求急迫。销轴作为混凝土泵车臂架系统中关键的连接和支撑部件，如何在保证安全的前提下实现结构轻量化是设计过程中值得关注的问题。首先，基于控制参数构建了空心哑铃销轴的参数化有限元模型；然后，通过高、低保真度模型的相互扰动和高、低保真数据的合理算时分配，建立了精度更高的FM-MFS代理模型，以该代理模型为基础，采用遗传算法进行优化，获得了空心哑铃销轴的最佳设计方案，实现了销轴减重36%；最后，通过理论、仿真和试验三重校核，表明基于代理模型最优参数所构建的空心哑铃销轴在实现轻量化和节省材料消耗的同时，其物理力学性能依然能够得到保证，为后续进一步应用提供了数据支撑和参考。

关键词： 煤层建模   地质保障系统   地质建模   空间插值   隐式建模   径向基函数  

摘要： 在煤炭透明地质系统建设中，对具有复杂交叉断层网络的煤层地质体进行自动建模以及模型动态更新是一项极具挑战性的任务。为解决具有复杂断层网络的煤层地质建模问题，在非平稳地质统计理论和隐式建模势场插值理论的基础上，创新性地提出了一种融合外部漂移的RBF径向基函数插值理论和融合断层势场的煤层地质体三维自动建模方法。该方法可以对具有大量不同类型交叉断层网络的复杂煤层地质体进行高效自动建模，并满足断层运动特征和断层影响范围等地质规则约束，这对煤层地质精准建模具有重要应用价值。提出的隐式建模方法分为以下几个步骤：(1)在断层插值约束方面，通过推导融合外部漂移的径向基函数插值公式，提出了融合断层势场的径向基函数插值理论与方法。(2)在断层势场表示方面，首次引入断层线势场来定义断层影响范围，可以插值不同类型断层与煤层间的不连续插值趋势和光滑过渡趋势。(3)在断层网络定义方面，基于图论的思想采用有向图来表示断层网络之间相互影响的拓扑关系，并进而构造断层势场组合关系来定义断层网络之间的截断交叉关系。(4)在模型曲面重构方面，采用保证几何精度的CDT约束Delaunay三角剖分方法实现了断层线的保特征插值和保特征重构，以确保隐式曲面重构得到网格质量可靠的TIN网格模型，从而无需进行网格后处理操作。基于以上方法，开发了面向煤炭地质保障系统的三维煤层地质体模型自动建模系统。系统支持复杂断层网络拓扑关系的自动构建，可以极大地提高煤层地质体隐式建模的效率。为了测试融合外部漂移的径向基函数插值方法的插值效果和融合断层势场的煤层地质体建模方法的建模效果，以多个矿山真实数据集为基础，验证了融合复杂交叉断层的煤层地质体隐式建模方法的可靠性。

关键词： PHC管桩   拉-剪试验   轴向荷载   有限元分析   抗剪承载力  

摘要： 本文完成了4根PHC管桩的拉-剪足尺静载试验，考虑了管孔混凝土填芯、截桩及轴向荷载等因素。在拉-剪试验基础上，建立了PHC管桩三维有限元分析模型，研究了6种加载级的轴向拉力荷载、是否填芯及是否截桩等因素对桩身抗剪承载力的影响。通过分析桩身混凝土应变、填芯箍筋应力、管桩跨中位移及桩头倾角与荷载的关系，得到桩身抗剪承载力变化规律。研究结果表明：拉-剪受力状态下，混凝土填芯试件的桩身开裂剪力与极限剪力平均值高出空芯试件36.30%和21.79%，加强效果显著；截桩对桩身开裂剪力削弱幅度最大为11.56%，而对桩身极限剪力影响较小；增大轴向拉力会加重桩身受剪破坏程度，每340kN轴向拉力平均削减桩身抗剪承载力11.58%。基于试验与数值模拟结果，较好的验证了轴向拉力作用下的桩身抗剪承载力计算公式，可为工程应用提供理论依据。

关键词： 小样本学习   目标检测   元学习   特征耦合   特征融合   任务解耦  

摘要： 在当前基于元学习的小样本目标检测方法中，查询图像和支持图像的特征提取过程往往在进行最终特征融合之前是独立进行的，缺乏有效的信息交互，这导致查询特征的代表性信息不足，尤其在样本极度有限的情况下更为显著。为解决这一问题，提出了一种基于特征耦合注意力机制的小样本目标检测方法（FC-FSOD）。FC-FSOD以Faster-RCNN作为基础网络架构，并在此基础上进行了创新：首先，设计了特征增强耦合模块，该模块增强了支持特征，使其成为更具代表性的支持原型；接着，通过注意力机制将原型与查询特征进行耦合，赋予查询特征以特定于支持特征的感知信息；其次，综合考虑查询图像的ROI特征与类级原型之间的差异性和相似性，设计了一种更为鲁棒的特征融合策略；最后，对分类和回归任务进行了解耦处理，消除了全局平均池化对回归预测的负面影响。在PASCAL VOC和MS COCO这两个公开数据集上的实验结果表明，所提出的方法在多种小样本场景中的检测精度均有明显提升。

关键词： 代理模型   高维模型分解   FHDMR   径向基函数  

摘要： 为更好解决高维非线性响应系统的近似问题，在乘积型高维模型分解方法（FHDMR）的基础上，引入径向基函数（RBF）模型将分量函数显示化，进而提出了非线性响应预测的显示高维模型分解法。该方法将高维非线性映射关系转化为可省略高阶耦合项的低阶多项式，构造出能反映设计变量间线性或非线性及其相关性的显示函数表达式。数值算例和工程算例的对比分析表明，所提方法能有效地预测复杂高维系统的响应，其计算精度高、能够大幅降低计算成本，针对非线性程度高的函数关系拟合效果尤为显著，也为解决“黑箱问题”拓展了新途径。