基于模糊神经网络的动车组转向架健康评估

动车组转向架的健康状态直接关系到到动车组的行车安全,基于健康评估方法获取其健康状态及时制定维护计划可以有效降低其维护费用.动车组转向架健康状态评估时应用了模糊层次分析法以及BP神经网络,其模糊矩阵的特征向量用遗传算法进行求解,获取动车组转向架系统关键部件健康状态的权重,以及基于转向架系统评价指标的健康状态样本数据.构建BP神经网络,用转向架健康状态样本数据作为神经网络训练集,优化神经网络结构参数.通过实际测试数据对神经网络评估效果进行检验,完成了动车组转向架健康评估方法的智能化,支持了动车组转向架的维护决策.     

新型室温酯化法接枝聚合物改性SiO_2纳米微粒

提出了一种在室温、大气环境等温和条件下通过酯化反应将端羧基聚合物链接枝到纳米SiO2微球表面从而制备有机/无机复合纳米微粒的新方法.该方法通过以下两个步骤得以实现,即第一,用3-环氧丙基三甲氧基硅烷对纳米SiO2微球表面进行改性处理,接着将引入到纳米SiO2表面的环氧基团转化为烷羟基基团;第二,通过引入到纳米SiO2微球表面的烷羟基与聚合物中的端羧基在室温下发生酯化反应,从而将聚合物接枝到纳米SiO2表面制得复合微球.利用XPS、FTIR、TEM和TGA等测试手段对纳米SiO2的改性过程以及聚合物接枝后得到的复合微球进行了表征.研究结果表明,该室温酯化接枝方法具有较高的接枝率,接枝到无机纳米微粒表面的聚合物占复合微球质量的55wt%～70wt%;接枝聚合物后,纳米SiO2微球的粒径从40nm增加到64～75nm,从而得到了以SiO2为核、以聚合物为壳的有机-无机复合微球.     

基于拓扑切换的异构多智能体系统协同输出调节

针对拓扑切换下的异构多智能体输出调节系统,考虑当系统中部分智能体无法获取到外部系统控制状态,且系统的拓扑图随时间变换的问题,设计了一种基于分布式输出反馈状态观测器的切换控制器,给出了拓扑切换下多智能体输出调节问题可解的充分条件,该条件与控制参数和通讯拓扑有关.基于图论和矩阵分析的方法,设计了李雅普诺夫函数,并证明了系统的镇定性.最后给出了系统的Matlab仿真实验,研究结果表明,在拓扑切换条件下多智能体的输出渐近跟踪并收敛到外部系统,所设计的控制器能解决动态切换下输出反馈输出调节问题.     

齿轮传动系统共存吸引子的不连续分岔

大量的多吸引子共存是引起齿轮传动系统具有丰富动力学行为的一个重要因素.多吸引子共存时,运动工况的变化以及不可避免的扰动都可能导致齿轮传动系统在不同运动行为之间跳跃变换,对整个机器产生不良的影响.目前,一些隐藏的吸引子没有被发现,共存吸引子的分岔演化规律没有被完全揭示.考虑单自由度直齿圆柱齿轮传动系统,构建由局部映射复合的Poincaré映射,给出Jacobi矩阵特征值计算的半解析法.应用数值仿真、延拓打靶法和Floquet特征乘子求解共存吸引子的稳定性与分岔,应用胞映射法计算共存吸引子的吸引域,讨论啮合频率、阻尼比和时变激励幅值对系统动力学的影响,揭示齿轮传动系统倍周期型擦边分岔、亚临界倍周期分岔诱导的鞍结分岔和边界激变等不连续分岔行为.倍周期分岔诱导的鞍结分岔引起相邻周期吸引子相互转迁的跳跃与迟滞,使倍周期分岔呈现亚临界特性.鞍结分岔是共存周期吸引子出现或消失的主要原因.边界激变引起混沌吸引子及其吸引域突然消失,对应周期吸引子的分岔终止.     

碳基和氮化物基涂层的摩擦-腐蚀交互行为的原位研究

海洋装备大量关键金属运动部件同时承受摩擦与腐蚀作用,其表面防护涂层在海水环境下的抗磨擦-腐蚀性能成为考察涂层性能优劣的关键.本文中采用摩擦-腐蚀试验机原位实时监测了DLC、Cr-DLC、Cr N与Ti N四种涂层与氧化铝陶瓷摩擦副在人工海水环境下的开路电位和摩擦系数等腐蚀-磨损特性,并采用动电位扫描法测试了四种涂层在腐蚀和摩擦-腐蚀过程中的电化学行为,综合分析了涂层在海水介质中的磨损-腐蚀交互机制.研究结果表明:非晶结构的碳基涂层在海水介质中具有优异的抗腐蚀和抗摩擦-腐蚀性能,其中金属铬的掺入能够进一步提高DLC涂层的抗摩擦-腐蚀性能;而氮化物基涂层的粗大柱状晶结构显著削弱了其在海水环境中的抗摩擦-腐蚀性能.     

内螺纹肋管内流动与传热的数值模拟

本文以空气为介质(Pr=0.698),通过数值模拟的方法在Re=600-2000的范围内对内螺纹肋管内周期性充分发展的层流流动进行了模拟分析,说明了不同Re、螺纹肋的旋转角度α、螺纹肋的牙数N8对速度环量、Nu、Nu和阻力系数的影响,并通过对Nu和速度环量之间的关系进行了分析,得出在内螺纹肋管内强化换热流动中决定换热强度的物理量一速度环量。     

稀磁Zn1-xNixO纳米棒的水热法制备与磁性能研究

采用水热法成功制备了不同浓度的Zn1-xNixO(x =0,0.01,0.05,0.10,0.20)稀磁半导体材料,并利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)、X射线能量色散分析(XEDS)、拉曼(Raman)光谱和振动样品磁强计(VSM)对其晶体结构、形貌、组成元素和磁学性能等进行表征,实验结果表明,本方法所制备的不同掺杂浓度的Zn1-xNixO稀磁半导体样品具有结晶良好的纤锌矿结构,没有杂峰出现,样品中的Ni2+全部进入ZnO晶格中替代了部分Zn2+的格点位置,生成单一相的Zn1-xNixO,样品形貌都为纳米棒状结构,分散性良好.Zn1-xNixO样品在室温条件下存在明显的铁磁性,饱和磁化强度都随着Ni2+掺杂量的增加而呈现出先增加后减小的趋势,同时样品的单个镍原子的磁矩是逐渐下降的.     

含对称间隙的摩擦振子非线性动力学分析

建立了两自由度含对称间隙的干摩擦碰撞振动系统的动力学模型,分析了系统运动中存在的滑动、黏着及碰撞,分别给出其判断方法和衔接准则,推导出各阶段系统的解析解,并采用数值迭代方法求解和分析了系统的复杂动力学行为,同时分析干摩擦对系统动力学性能的影响.结果表明,系统存在叉式分叉,系统由对称周期运动变为反对称周期运动,进而通过Hopf分叉或周期倍化分叉通向混沌.在参数变化范围较大的情况下,系统存在类型丰富的周期运动、拟周期运动以及混沌;系统存在对称运动、反对称运动对、黏滑碰撞运动以及由初始条件决定的共存吸引子.     

碰撞振动系统分岔与混沌的研究进展

针对工程实际中普遍存在的碰撞振动系统这种典型的非光滑动力系统, 其研究具有重要的理论意义和工程实用价值. 碰撞振动系统动力学的分析与研究方法主要有理论分析、数值模拟以及应用与实验研究. 为了研究碰撞振动系统的周期运动稳定性、分岔及混沌, 采用的手段有建立Poincar\'{e}映射、中心流形和范式方法, 映射的分岔与混沌理论是碰撞振动系统研究的理论基础. 首先简述了碰撞振动系统的分析与研究方法, 光滑非线性系统动力学的分析方法部分可以推广到碰撞振动系统, 碰撞振动的不连续性导致一些方法的适用性和有效性问题. 进一步综述了碰撞振动系统周期运动稳定性、分岔、混沌及奇异性的理论研究和工程应用现状. 最后着重结合相关离散型映射系统的动力学发展, 对碰撞振动系统的分岔与混沌研究及存在的主要问题进行了讨论, 并展望了其发展趋势.