为高效预测防隔热一体化热防护系统在气动热环境下的动态稳定性,提出一种基于热力等效模型的波纹夹芯板热颤振计算方法,以降低有限元计算量。首先,基于均质化理论将夹芯层等效为单层正交各向异性材料,实现模型简化。其次,重新划分腹板与隔热材料所占区域比例,提高等效区域特征尺寸,在保证温度梯度准确性的同时减少有限元模型的网格数量。最后,基于所构建的热力等效模型提取波纹夹芯板的模态特征,并采用p-k法进行热颤振分析,计算气动力响应。计算结果表明,该方法计算效率提升80%,误差控制在3%以内。
为了研究主要工艺参数对基于球形旋轮的锥形件无模旋压成形极限的影响规律,通过球形旋轮锥形件旋压成形试验,开展旋压件半锥角、旋轮进给速率、板料初始直径、旋轮半径4个主要工艺参数对旋压件成形极限的影响规律研究。结果表明,旋压件半锥角减小导致旋轮在板料轴向的进给增大,以及板料与旋轮的接触面积增大,旋压件易出现起皱或开裂现象。此外,旋压件半锥角减小会使芯轴圆角处板料的弯曲程度增大,旋压件也易出现开裂现象。旋轮进给速率增加使板料与旋轮之间的接触面积增大,旋压件易出现起皱现象,旋轮进给速率减小,旋轮对板料的成形时间延长,旋压件易出现开裂现象。增加板料的初始直径会使板料径向所受拉应力的时间增加,导致旋压件在顶面圆角处易出现开裂现象,而旋压件半锥角减小导致板料的变形增大,旋压件法兰的起皱风险增加,导致旋压件法兰易出现起皱现象。半径较小的旋轮在成形时板料径向拉应力的持续时间较长,导致旋压件易出现开裂现象;半径较大的旋轮在旋压成形末期板料所受的周向压应力增大且持续时间较长,导致旋压件外缘易出现起皱现象。
为了验证某型电动飞机复合材料蒙皮在湿热环境下的力学性能是否满足设计要求,利用环境箱模拟真实的工作环境,并完成试验件的高温湿热状态调节。在常温干态(room-temperature dry state,RTD)与高温湿态(elevated-temperature wet state,ETW)两种环境下对比试验件失效模式及结构强度,监测试验件的应变随压缩载荷变化规律,分析湿热环境对复合材料力学性能的影响。研究结果表明,试验件推荐的结构最高使用温度限制为71 ℃,最低温度为-54 ℃,相对湿度为85%RH。虽然ETW环境下结构的强度与刚度都被大幅度削减,但依然符合适航验证要求。高温湿态的影响导致纤维与基体之间的协同工作能力减弱,无法高效配合以共同承担载荷并抵抗变形,所以试验件的破坏模式与RTD环境相比更加复杂多样。研究结果为优化环境调节方案、制定环境设计准则、完成适航验证规划提供数据支撑,为飞机在复杂环境下的复合材料结构设计提供关键技术参考。
为了给2.5D SiCf /SiC陶瓷基复合材料的热力学研究提供一定的思路,采用仿真模拟与实验对照的方法研究了2.5D SiCf /SiC陶瓷基复合材料在不同方向上的热膨胀系数及热膨胀各向异性行为。在2.5D SiCf /SiC陶瓷基复合材料0°、45°、90° 3个方向上分别测试了100~1 200 ℃范围内12个不同温度梯度的热膨胀系数,分析了方向和温度对材料热膨胀系数的影响,并建立不同方向的仿真模型,模拟实验加热过程,仿真得到材料的热膨胀系数。结果表明,随着温度的升高,热膨胀系数先增大再逐渐趋于稳定。在方向上,材料在45°方向上的热膨胀系数大于其他两个方向,90°方向上的热膨胀系数最小。通过仿真模型的热变形数据结果计算得出材料的热膨胀系数,得出Pearson相关系数分别为0.968 06、0.974 19、0.917 37,证明了模型的有效性,为以后的研究奠定了基础。
针对血管介入手术机器人体积大、行程有限、无菌隔离要求等问题,设计一种仿医生动作的血管介入手术机器人从端机构。基于仿生手指设计的机构可实现导丝/微导管的无限制连续递送和连续旋捻,也可实现边旋转边递送导丝,还能实现夹持距离及夹持力的调整,并利用模块化设计实现非无菌/无菌操作区域的隔离。建立该机构的三维模型,对设计结构进行运动学分析,建立其运动学方程,并通过仿真分析,验证了其设计的合理性。最后,对导丝递送位置精度进行试验研究。结果表明,该机构在静态条件下具有[-0.5 mm,0.5 mm]的定位误差,可实现对导丝的精准递送,符合血管介入手术机器人临床手术需要。
为了深入研究C/SiC波纹点阵结构复合材料在航空航天等极端环境下的隔热潜力,以C/SiC波纹点阵结构复合材料为研究对象,依据傅里叶传热定律,借助 CAE 仿真手段对其隔热性能展开研究。首先,在各向同性条件下,针对稳态与瞬态情形深入探讨了温度梯度对热传递系数的作用规律;其次,综合优化变量约束范围,考虑纤维尺寸、纤维含量及编织方式因素,基于各向异性对波纹点阵结构进行了传热性能的仿真分析。仿真结果表明,各向同性传热条件下,波纹点阵结构5种高温梯度下的隔热效率达到13.89%~14.12%。各向异性传热条件下,碳纤维温度显著高于SiC基体温度,且当纤维束含量处于600 K以上时,温度对热传递系数的影响可以忽略不计,斜纹编织方式的隔热性能优于平纹编织方式,在低温隔热条件下表现得更为突出,为航空航天复合材料隔热性能研究提供了工程应用价值。
针对当前玻璃瓶缺陷检测深度学习模型计算量大、参数量多、难以部署的问题,探索一种高效的轻量化解决方案。针对此问题,结合YOLOv8的网络结构设计特征提取网络GCNet。首先,采用GhostConv代替标准卷积;其次,为了降低YOLOv8瓶颈层的参数量和计算量,设计瓶颈层卷积模块,并重新搭建瓶颈层;最后,结合C2f模块的结构设计构建新的CM模块。新的特征提取网络较原YOLOv8网络有着更低的参数量。在特征融合部分采用重新构建的重复加权双向特征融合金字塔结构,解决随着网络层数的加深导致特征信息丢失的问题。同时针对边界框的回归问题上,结合WIoU与Inner-ShapeIoU,提高模型的回归收敛速度。结果表明,相较于YOLOv8算法,由上述方法组成的YOLOv8-DB参数量降低了45.8%,计算量下降了11.9%,精度提升了0.4%。改进后的模型能够有效地降低占用的计算资源,更好地适用于特定工业检测环境。
针对复杂救援环境下无人车(unmanned ground vehicle,UGV)执行任务时由环境未知造成的路径规划问题,提出一种无人机辅助下的救援无人车动态路径规划方法。首先,利用无人机航拍图像,应用加速鲁棒特征(speed up robust features,SURF)算法对航拍图片进行拼接,构建完整地图信息。然后,对图像进行色彩空间转换、形态学处理,识别出障碍信息。最后,应用改进的人工势场法进行无人车路径规划,提出引入动态增益因子与影响函数方法,重新设计了势场函数,解决了目标不可到达问题;同时,提出融合A*算法解决人工势场法局部极小值问题。结果表明,在无突发移动障碍和有突发移动障碍情况下,该无人机辅助下无人车路径规划方法可行且高效,提高了复杂救援环境下无人车路径规划性能。
针对目前健身运动评估系统能提供的有效评估信息少且计算复杂度高的问题,提出了一种基于人体姿态估计的健身运动评估系统。该系统仅需手机或者平板内置摄像头,结合人体姿态估计算法、动作识别算法、动作评估算法,即可实现对用户健身动作的智能化有效评估。首先,使用MediaPipe算法进行人体姿态估计,获得人体关节骨架数据。然后,送入SCBT-GCN网络进行动作识别,根据动作的运动学原理设计了一系列基于关节角度、对称性、轨迹特性、流畅性的评估方法。最后,针对识别出的动作类别调用相应的具有针对性的动作评估算法进行健身异常动作检测和评价,形成了一套智能化强、实时性高的健身动作评估系统。实验结果表明,该系统动作识别的准确率达到 98.6%,可以实时检测异常动作并对健身动作进行离线评分,具有较高的使用价值。
为了深入理解步态识别领域的最新研究进展,对现有的研究进行了全面的梳理与总结,重点介绍基于深度学习的步态识别方法的优势和劣势,并梳理了其在投入民航安防中的应用及前景。结果表明,深度学习方法显著提升了步态识别的准确性与鲁棒性,在嫌疑人辅助识别、智能预警等民航安防场景中展现出较大的潜力。
军民融合企业是构建一体化国家战略体系与能力的重要载体,提升其风险承担水平对实现军民融合发展战略具有关键意义,研究旨在以此为出发点,探究供应链集中度与风险承担水平之间的关系,为军民融合发展战略的推进提供支撑。对2015—2023年沪深A股军民融合上市企业的实证进行分析,研究表明,首先,供应链集中度能够提升军民融合企业风险承担,数字化转型在两者关系中起到正向调节作用;其次,供应链集中度能够通过缓解企业融资约束和降低信息不对称来提升风险承担水平;最后,供应链集中度对军转民企业和大型军民融合企业风险承担水平的提升作用更为明显。研究结论对军民融合企业通过供应链集中来提升风险承担水平具有借鉴意义。
进入新发展阶段,推进数字化转型是促进企业高质量发展的必然选择。以2012—2022年我国A股上市公司面板数据为研究样本,运用熵值法创新性构建企业高质量发展指标体系,考察数字化转型对企业高质量发展的赋能效应,检验研发投入作用于数字化转型对企业高质量发展产生的门槛效应和可能存在的异质性差异。结果表明,数字化转型显著促进了企业高质量发展;受研发投入水平的影响,数字化转型对企业高质量发展存在门槛效应;进一步研究发现,该门槛效应存在企业所在区域、产权性质和规模3个层面的异质性问题。研究结论可为企业制定数字化转型策略、确定研发投入合理区间提供经验证据和重要理论参考。