关键词： 反射面   RMS   层合板等效   拓扑优化   参数优化   置信度分析  

摘要： 为控制星载天线反射面的热变形,本文以一口径为1200 mm的正方形格栅反射面为研究对象,首先,确定了预测反射面热变形的有限元建模策略,计算了反射面在3种不同温度荷载下的型面热变形均方根(RMS)。在此基础上提供了一种新的有限元建模策略−层合板等效方式,求出层合板的等效弹性模量和等效热膨胀系数。其次,以正方形格栅反射面为原型对格栅芯子进行拓扑优化,并与其他3种几何形状的芯子进行了比较,发现正方形格栅反射面为最优的结构形式。然后,对正方形格栅反射面做参数优化,找出了最优的正方形格栅单胞尺寸、蒙皮铺层方式、正方形格栅铺层方式和胶层厚度。最后,对正方形格栅反射面做热稳定性指标置信度分析,得到RMS的概率密度函数分布图和各个设计参数的贡献率Pareto图,找出了影响反射面型面热变形的关键因素。

关键词： 时间序列补全   集成学习   智能电表读数  

摘要： 基于电力系统所采集的海量数据进行运行管控,在维持电网的安全、稳定和经济运行上发挥着重要的作用。由于设备故障和通信中断等原因,量测数据可能会出现缺失。因此,如何补全缺失数据成为电力系统研究的热点与关键问题。然而,单一的数据补全模型往往难以应对复杂多变的数据环境,如大段缺失和时间序列特征多样等,不同模型处理数据的能力各有优缺点。基于此,提出AttnStack算法,一个耦合注意力机制和集成学习的电力时间序列数据补全方法。该算法综合了先进模型图循环补全网络模型(GRIN)和时间序列双向循环补全模型(BRITS)的预测结果,引入时间断面的上下文信息,通过注意力机制在每一时间断面上动态调整每个个体学习器输出的权重。综合GRIN和BRITS算法使之具备同时处理剧烈波动和平缓稳定场景的能力。通过在来自爱尔兰的实际居民用户智能电表数据上进行实验,相比于仅使用单个模型,使用单一模型(3个GRIN)的集成算法均方误差最少降低了4.87%,耦合GRIN和BRITS算法平均绝对误差降幅高达19%,证明AttnStack算法汇聚了各模型的优势,比单一模型更能应对大波动、少规律的用户负荷功率数据补全任务。

关键词： 土压平衡盾构   盾构停机   开挖面稳定性   地层沉降  

摘要： 盾构机在复杂地层中掘进时,常发生停机事故。既有相关案例的监测结果表明,盾构停机将加剧对周围地层的影响,甚至引起开挖面变形失稳。基于耦合欧拉-拉格朗日法(coupled Eulerian-Lagrangian,CEL),建立盾构隧道停机影响数值分析模型,研究盾构停机时刀盘前方地层土体在不同土舱填充率下的变形规律。结果表明:当填充率约为75%时,开挖面前方等效塑性应变和地层竖向位移变化率均发生突变,表明75%即为维持开挖面稳定性的临界土舱填充率。为减小盾构停机时对开挖面前方深层土体变形影响区范围,应保证盾构停机时土舱填充率,同时增大盾构在下穿既有地下工程前的安全检查距离。

关键词： ROV   框架结构   有限元分析   多目标优化  

摘要： ROV的框架及内部布局设计是潜器能否可靠作业的关键之一。针对框架结构设计中轻量化问题,以最大位移和总质量为优化目标,设计一款ROV主框架结构。分析了ROV在3种不同工况下的受载情况,利用水动力与有限元分析得到ROV框架的应力与位移云图,并根据仿真结果首先对应力和位移最大的工况进行响应面优化,再将优化后的结果代入另外2种工况进行校核。优化后的框架结构最大应力以及最大位移均满足设计要求,通过优化,ROV主框架质量减少14.6%。最后通过后期的装配以及测试,验证了设计的可行性,为后续ROV框架结构设计提供宝贵经验。

关键词： 镁合金   铣削速度   残余应力   铣削路径   有限元   铣削深度  

摘要： 铣削工艺参数是影响工件已加工表面残余应力的重要因素。通过建立镁合金AZ31B铣削有限元模型对铣削工艺参数进行研究,在采用正交试验法对镁合金AZ31B铣削仿真的重要工艺参数进行优化的基础上,用极差法分析各项铣削工艺参数对AZ31B工件已加工表面残余应力的影响规律。结果表明:对镁合金AZ31B铣削过程的铣削速度、铣削深度及铣削路径三种工艺参数中,铣削路径对AZ31B工件已加工表面残余应力的影响最大,铣削速度次之,铣削深度最小;铣削速度在(30~50)m/min范围内,镁合金已加工表面残余应力随着铣削速度而增大;在铣削深度为(1~3)mm范围内,铣削深度对已加工表面残余应力的影响不大。

关键词： 胫骨平台   骨折固定术   过伸损伤   新型钢板   前内侧   有限元分析  

摘要： 背景:目前尚无适用于前内侧平台的解剖型锁定钢板,因此通常采用胫骨平台内侧锁定钢板偏前放置来固定过伸内翻损伤导致的前内侧压缩骨折。由于锁定螺钉无法实现对骨折线的垂直固定,再加上髌韧带的影响,临床效果仍不尽人意。目的:通过有限元分析比较新型钢板与传统内固定方式治疗胫骨平台前内侧骨折的生物力学性能。方法:收集20例内翻型胫骨平台前内侧骨折的CT数据,并对其形态学特征,如前内侧胫骨平台后倾角、骨折面角度、骨折块表面积、高度和角度等进行测量。选择1位24岁、身高175 cm、体质量65 kg的男性志愿者,将其胫骨CT数据导入Mimics 21.0软件生成三维模型。在SolidWorks 2017软件中导入内固定模型,根据测量的形态学数据建立新型钢板、内侧锁定钢板、后内侧锁定钢板和6.5 mm拉力螺钉固定数据模型。使用Ansys17.0软件对4种固定模型进行应力加载,比较其生物力学性能。结果与结论:①随着轴向载荷的增加,不同内固定模型的应力峰值近似同比增大,500 N时应力峰值:螺钉组(6.9737 MPa)<新型钢板组(14.733 MPa)<内侧钢板组(16.445 MPa)<后内侧钢板组(25.199 MPa);②500 N时骨折块的应力峰值:螺钉组(3.6579 MPa)<新型钢板组(4.5108 MPa)<内侧钢板组(5.2259 MPa)<后内侧钢板组(6.1812 MPa);③随着轴向载荷的增加,骨折块和内固定位移也近似等比增大,位移分布特征无明显变化;500 N时钢板位移:新型钢板组(1.0307 mm)<内侧钢板组(1.503 mm)<螺钉组(2.0965 mm)<后内侧钢板组(2.2582 mm);500 N时骨折块位移:新型钢板组(0.2128 mm)<内侧钢板组(0.31154 mm)<螺钉组(0.42779 mm)<后内侧钢板组(0.45498mm);④提示在治疗过伸内翻型胫骨平台骨折时,新型钢板的稳定性和力学性能优于传统内固定方式。

关键词： 抽水蓄能   压力钢管   安全检测   有限元分析  

摘要： 琅琊山抽水蓄能电站4号机组运行时间长达16 a,通过腐蚀量检测、无损检测、应力检测和有限元计算评估其管道受力状况,结果显示钢管总体腐蚀程度为一般腐蚀,未发现焊缝内部存在超标缺陷和裂纹缺陷,实测等效应力小于相应抗力限值,并结合运维单位管理及运行关键要素查勘要求对压力钢管进行综合性安全评估,以为抽蓄压力钢管安全检测评估工作提供参考。

关键词： 三维有限元   无托槽隐形矫治器   拔牙矫治   正畸间隙闭合  

摘要： 目的:通过三维有限元分析探讨无托槽隐形矫治器不同腭侧边缘延伸长度在拔牙病例中内收前牙时的牙列移动特点。方法:构建无托槽隐形矫治器三维有限元模型,依据不同第二前磨牙区腭侧边缘延伸长度分为4组工况:龈上1 mm、齐龈、延长1 mm及延长2 mm,分析4组工况下牙齿移动特点及牙周膜应力。结果:所有工况中,均表现为切牙舌倾伸长、尖牙远中倾斜及后牙近中倾斜。随腭侧边缘长度的增加,中切牙矢状向倾斜程度在工况4时最小,侧切牙在工况2时最小;尖牙远中位移量依次增加,舌倾位移量依次减小,伸长位移量在工况1~3时增加,工况4时减小;第二前磨牙近中及压低位移量在工况1~3时少量增加,工况4时减小;第一磨牙近中压低位移量依次增加。牙周膜等效应力表现为尖牙根尖区应力峰值最大。结论:无托槽隐形矫治器在拔牙病例内收上前牙时会出现过山车现象,边缘长度增加有利于切牙整体移动,但尖牙远中倾斜趋势增加,当膜片延长超过1 mm时可防止尖牙舌倾伸长及第二前磨牙近中倾斜,同时对第一磨牙支抗要求更高。

关键词： 出入湖磷通量   耦合模型   机器学习   磷滞留   水质预测   洞庭湖区   水文地质   环境地质.  

摘要： 磷通量的波动对出入湖河流生态系统的稳定有直接影响.在水质波动显著的洞庭湖区,使用SWAT模型模拟该区域的出入湖磷通量,并分析各水系区间的磷滞留情况.基于水文物理过程搭建耦合模型,再利用SWAT模型的模拟结果进行训练,并利用该模型对湖区近期水质进行情景预测.结果表明:洞庭湖区出入湖磷通量均呈明显的季节变化,其中无机磷是主要的磷形态.2012—2021年洞庭湖区平均TP入湖通量为2.94×10^(4)t/a,平均出湖TP通量为3.34×10^(4)t/a,平均出湖TP浓度为0.13 mg/L.其中,三口区间作为入湖磷通量贡献最大的区间,其TP输出浓度也最高,是污染治理的关键区域.洞庭湖区TP滞留率较低,使其成为长江下游重要的TP来源.耦合模型对于洞庭湖区的出入磷通量的输出过程模拟效果良好,NSE值均>0.8,在RPE值处于10%水平下的RMSE值均较低,实现了LSTM网络替代大型分布式物理模型的仿真建模.基于上述模型根据《洞庭湖水环境综合治理规划》对洞庭湖近期TP输出浓度进行了预测,在各区间入湖TP浓度控制在0.1 mg/L的情景下,能够实现湖区水环境规划目标.

关键词： 混凝土重力坝   结构安全检测   温度影响   径向基函数  

摘要： 为快捷的对混凝土坝结构进行安全监测,提出利用长期气温进行热效应模拟的大坝安全监测模型。用长期气温代替谐波正弦函数模拟温度对大坝响应的影响,通过大坝监测数据对所提出的大坝安全监测模型进行验证。研究表明:基于谐波正弦函数的模型,径向基神经网络在训练数据上的表现优于多元线性回归。与基于传统谐波正弦函数的多元线性回归模型相比,提出的基于长期气温的神经网络模型可获得更好的性能,预测精度得到了提高,可扩展到其他大型结构安全监测建模问题。