NON-LOCAL MODELING ON MACROSCOPIC DOMAIN PATTERNS IN PHASE TRANSFORMATION OF NiTi TUBES

Recent experiments revealed many new phenomena of the macroscopic domain patterns in the stress-induced phase transformation of a superelastic polycrystalline NiTi tube during tensile loading. The new phenomena include deformation instability with the formation of a helical domain, domain topology transition from helix to cylinder, domain-front branching and loading-path dependence of domain patterns. In this paper, we model the polycrystal as an elastic continuum with nonconvex strain energy and adopt the non-local strain gradient energy to account for the energy of the diffusive domain front. We simulate the equilibrium domain patterns and their evolution in the tubes under tensile loading by a non-local Finite Element Method （FEM）. It is revealed that the observed loading-path dependence and topology transition of do- main patterns are due to the thermodynamic metastability of the tube system. The computation also shows that the tube-wall thickness has a significant effect on the domain patterns： with fixed material properties and interfacial energy density, a large tube-wall thickness leads to a long and slim helical domain and a severe branching of the cylindrical-domain front.     

Link prediction based on a semi-local similarity index

Missing link prediction provides significant instruction for both analysis of network structure and mining of unknown links in incomplete networks. Recently, many algorithms have been proposed based on various node-similarity measures. Among these measures, the common neighbour index, the resource allocation index, and the local path index, stemming from different source, have been proved to have relatively high accuracy and low computational effort. In this paper, we propose a similarity index by combining the resource allocation index and the local path index. Simulation results on six unweighted networks show that the accuracy of the proposed index is higher than that of the local path one. Based on the same idea of the present index, we develop its corresponding weighted version and test it on several weighted networks. It is found that, except for the USAir network, the weighted variant also performs better than both the weighted resource allocation index and the weighted local path index. Due to the improved accuracy and the still low computational complexity, the indices may be useful for link prediction.     

CTS试样I/II混合型断裂特性数值计算研究

采用CTS试样研究I/II混合型断裂特性计算裂纹前缘应力强度因子时可采用解析公式,一旦裂纹发生扩展,解析公式便不再适用。文中采用有限元法研究紧凑拉伸剪切（CTS）试样在I/II平面混合型加载下的裂纹扩展行为。采用ANSYS建立CTS试样I/II混合型测试系统有限元模型,为模拟真实受力状态,在CTS试样-销-扇型夹具以及扇型夹具-销-U型夹具之间分别建立接触对进行接触力学分析。通过与解析公式结果进行对比验证了该数值方法的可靠性。采用最大环向应力准则（MTS）,模拟了CTS试样不同加载角度下的裂纹扩展路径,获得了裂纹扩展路径中应力强度因子随裂纹长度的变化曲线,解释了裂纹扩展路径不与外载荷方向垂直的原因。结合文中计算结果,在CTS试样I/II混合型裂纹扩展速率实验测得裂纹长度与寿命的关系曲线a-N的基础上,便可得到材料I/II型混合型裂纹扩展速率曲线。     

基于实时信息的取送货动态车辆路径问题研究

为适应点对点、实时城市配送对动态响应和快速决策提出的新要求, 研究了多种实时信息作用和影响下的取送货动态车辆路径问题. 采用将动态问题转化为一系列静态问题的建模方法, 建立了基于实时信息的取送货动态车辆路径模型; 设计了动态算法框架, 运用构造算法获得初始可行解, 运用禁忌搜索算法改善初始可行解质量. 实验表明, 本文的模型和算法能有效解决基于实时信息的取送货动态车辆路径问题, 将初始可行解的质量(实时物流配送成本)改善了34%.     

基于拓扑优化的自发热体冷却用植入式导热路径设计方法

对于具有较低导热系数和较高生热率的热源材料(自发热体),通过优化植入内部的高导热材料的布局以降低内部温度,是实现自发热体冷却的重要措施.如何设计自发热体内部高导热材料的布局,是实现热源内部热量高效收集和温度控制的关键问题.本文研究建立植入式导热路径的拓扑优化设计方法,考虑高导热材料的植入对于热源分布的影响,以实现自发热体冷却的内置导热路径最优设计.基于固体各向同性材料惩罚模型(solid isotropic material with penalization,SIMP)拓扑描述方法,以高导热材料的相对密度为导热路径描述参数,分别选择合适的热传导系数和生热率的插值模型以建立热传导系数和生热率与相对密度的关系,并以结构散热弱度最小为目标,建立了植入式导热路径设计的拓扑优化数学模型和求解方法.该优化模型能够反映高导热材料的布局对热源布局的影响.通过具体算例,给出了贴片式散热路径与植入式散热路径的拓扑优化结果.设计结构表明,两种优化模型获得的最优散热构型存在较大不同,并且考虑植入高导热材料对热源布局影响的设计结果散热性能优于贴片式散热路径的设计结果.数值算例验证了本文所提出方法的正确性和有效性.      

基于动态人工势场法移动机器人路径规划研究

考虑机器人与目标点的相对位置以及相对速度因素构建引力势场和引力函数,考虑机器人与障碍物之间的相对位置、相对速度以及相对加速度因素构建斥力势场和斥力函数。基于位置的“分而治之”策略,将机器人所处的环境分解成不同的情景,通过传感器获得周围环境信息,制定并执行情景-运动规则。建立复杂动态机器人仿真环境,验证改进后的算法在动态环境中机器人自动避障的可行性。以IN-RE机器人为实验平台,做动态环境下机器人自动避障路径规划实验,验证本文提出的动态人工势场法在动态环境中的可行性。     

双重并行环境下最短路径的研究

并行问题和最短路径问题已成为一个热点研究课题,传统的最短路径算法已不能满足数据爆炸式增长的处理需求,尤其当网络规模很大时,所需的计算时间和存储空间也大大的增加;MapReduce模型的出现,带来了一种新的解决方法来解决最短路径;GPU具有强大的并行计算能力和存储带宽,与CPU相比具有明显的优势;通过研究MapReduce模型和GPU执行过程的分析,指出单独基于MapReduce模型的最短路径并行方法存在的问题,降低了系统的性能;论文的创新点是结合MapReduce和GPU形成双并行模型,并行预处理数据,针对最短路径中的数据传输和同步开销,增加数据动态处理器;最后实验从并行算法的性能评价指标平均加速比进行比较,结果表明,双重并行环境下的最短路径的计算,提高了加速比。     

一种曲线路径剪裁中刀具形变及其误差分析

动态移动切削阻力载荷对高速数控裁床加工过程中刀具形变及其剪裁误差具有的重要影响,提出了一种适用多层布料/皮革曲线剪裁路径的刀具形变及其误差计算方法;建立了动态负载条件下可伸缩刀具的挠度与转角方程,进而推导出高频振动裁刀剪裁误差及其随切削深度变化规律;计算结果表明,数控布料/皮革剪裁刀的动态载荷、高频振动参数、切削深度对剪裁误差具有重要影响,深入剖析高层数控裁床的加工机理,动态参数数据分析,对于提高机床加工效率,降低加工误差,提高刀具使用寿命具有一定的工程应用价值。     

基于改进蝙蝠算法的带模糊需求的车辆路径问题

蝙蝠算法作为一种新的元启发式算法,尚未被应用到模糊车辆路径问题中。针对带模糊需求的车辆路径问题,以极小化总运输距离为目标,建立基于可信性理论的模糊规划模型,提出一种改进的蝙蝠算法。算法采用基于客户编号的编码方式,利用随机模拟算法计算额外行驶距离;在蝙蝠位置更新时,引入基于非线性调整的惯性权重和基于子路径的局部搜索;为提高全局搜索能力,避免算法早熟,对处于较差位置的蝙蝠进行交叉操作。最后,利用随机实验数据进行仿真,分析了决策者主观偏好值对目标值的影响,并与其它算法的寻优结果进行对比分析,结果表明,算法具有一定的可行性和有效性。     

基于时间Petri网的综合航电系统时序验证分析

综合航电系统是一种对可靠性、实时性要求非常高的嵌入式应用系统。为了解决针对复杂应用场景下综合航电系统的处理时间和工作时序预估较困难、且计算自动化程度不高等测试验证问题,提出了一种基于时间约束Petri网的综合航电系统时序验证和分析方法。给出了时间约束Petri网的形式化定义,分析了综合航电系统工作流程中各节点的时间属性,通过引入时序约束路径的概念,并提出了时序推理算法。通过在仿真算例中进行计算并对比实际运行数据,结果表明该方法在针对综合航电系统运行时序的验证分析方面具有有效性。