基于离散变量的多材料结构拓扑优化设计

多材料结构拓扑优化相比于单材料结构优化具有更大的设计空间,展现出巨大的设计潜力和应用前景。本文基于离散设计变量研究多材料结构拓扑优化,通过建立有效的设计优化方法,获得轻质高效的结构设计。首先,根据离散变量的特点,建立多材料结构拓扑优化模型,由离散变量下约束函数和目标函数的灵敏度信息构造序列近似整数规划子问题,采用运动极限策略限制设计变量的改变量以保证整数规划子问题的近似精度。为了解决离散变量的组合复杂性,采用具有多项式复杂度的正则松弛算法来高效求解(和经典的连续变量算法效率相当)。本文利用多材料结构最小柔顺性优化问题以及最大传热效率优化问题研究离散变量方法的有效性。数值算例表明,离散变量优化方法可以获得稳定迭代收敛的多材料拓扑设计,优化构型中的材料界面清晰分明,有效避免了出现模糊区域。     

抽象实验模型设计实验方案

对于某一物理实验，如果有多个实验方案可以实施，那么我们可以通过分析这些方案的联系或共同特征，抽象出某一实验模型．在此基础上，可以设计出更多更佳的实验方案．     

Measurement of the bulk and surface bands in Dirac line-node semimetal ZrSiS

Dirac semimetals are materials in which the conduction and the valence bands have robust crossing points protected by topology or symmetry. Recently, a new type of Dirac semimetals, so called the Dirac line-node semimetals(DLNSs), have attracted a lot of attention, as they host robust Dirac points along the one-dimensional(1D) lines in the Brillouin zone(BZ).In this work, using angle-resolved photoemission spectroscopy(ARPES) and first-principles calculations, we systematically investigated the electronic structures of non-symmorphic ZrSiS crystal where we clearly distinguished the surface states from the bulk states. The photon-energy-dependent measurements further prove the existence of Dirac line node along the X-R direction. Remarkably, by in situ surface potassium doping, we clearly observed the different evolutions of the bulk and surface electronic states while proving the robustness of the Dirac line node. Our studies not only reveal the complete electronic structures of ZrSiS, but also demonstrate the method manipulating the electronic structure of the compound.     

四面体无定型无氢非晶碳膜的制备及其摩擦学性能研究

采用磁过滤阴极真空弧系统分别在硅片[Si(100)]、W18Cr4V高速钢和Cr18Ni9不锈钢基体上沉积了一系列sp3键含量较高的四面体无定型无氢非晶碳膜(ta-C),研究了所合成薄膜的结构、硬度、附着强度和摩擦磨损性能,考察了基体和薄膜厚度对薄膜摩擦系数的影响,简要分析了相应ta-C膜的失效机理.结果表明,在高速钢基体上沉积的ta-C膜的显微硬度为76 GPa,结合力Lc值达42 N,具有优良的摩擦学性能,其摩擦系数为0.12,且摩擦系数可以在16 000 r范围内保持稳定.     

坡缕石微粉润滑油添加剂对钢/钢摩擦副摩擦学性能的影响及其机理探讨

将微米级的坡缕石矿物粉加入基础油中,考察了钢/钢摩擦副在销盘试验机上相对于基础油的摩擦学性能,采用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、俄歇电子能谱（AES）、激光拉曼共焦光谱（Ram an）等仪器分析了磨损试验后试样表面层成分与结构的变化,探讨了矿物微粉在摩擦磨损过程中的作用机理.结果表明,坡缕石的加入可明显提高摩擦副的减摩抗磨性能;使摩擦副表面更为平整;使表层氧化层厚度减少;增加了试样表层C元素的富集;试验过程中矿物粒子有破碎和解束现象,起到了隔离摩擦副的作用.这些因素都对改善摩擦副的摩擦学性能发挥了有利作用.     

柱形装药爆炸破坏混凝土的数值模拟分析

利用LS-DYNA有限元程序建立计算模型,对有无预制孔的半无限混凝土介质中柱形装药的爆炸破坏过程进行了数值模拟研究,得出了不同埋深时的爆腔半径和爆破漏斗半径以及毁伤混凝土的最佳埋深范围,结果与理论计算吻合较好。同时,计算分析了在一定埋深处正向起爆与反向起爆的破坏状态,并对计算结果进行理论分析,结果表明反向起爆更有利于混凝土的破坏。     

仿生多孔超高分子量聚乙烯的摩擦磨损性能研究

模拟天然关节软骨中"多孔可渗透软垫层"的特征,采用模板-滤取工艺制备具有多孔结构的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)仿生人工软骨材料,采用改进的四球摩擦磨损试验机研究多孔结构和UHMWPE分子量对试样摩擦磨损性能的影响,利用扫描电子显微镜观察多孔材料的表面形貌并分析其磨损机理.结果表明,多孔结构能够提高UHMWPE试样在牛血清润滑条件下的耐磨性.试样的孔隙率约为27%,UHMWPE分子量的改变对试样的失重和孔隙率影响不大,但能够略微降低多孔UHMWPE试样的磨损量.在干摩擦条件下,多孔试样的磨损量比普通试样高66.9%,在牛血清润滑下的磨损量比普通UHMWPE低46.6%.UHMWPE的多孔结构能够提高UHMWPE试样表面的润滑性能,降低其磨损量.     

Near crack line elastic-plastic analysis for a finite plate loaded by two pairs of antiplane point forces

I.IntroductionThenearcracklineanalysismethodhasbeengreatlyimprovedbyYill'2].In[l,21,theimprovednearcracklineanalysismethodhasbeenusedtoinvestigateamodeIllcrackinanelastic-perfectlyplasticsolid.Andthesmallscaleyieldingconditionshavebeencompletelyabandoned,andcompletelynewandprecisesolutionsoftheelastic-plasticfieldsofamodeillstationarycrackandamodelillquasi-staticallygrowingcrackwithremotealltiplaneshearinginanelastic-perfectlyplastic'materialhavebeenobtained,respectively.In[3]weanalyzedthene…     

基于覆盖率的递归K-均值方法及其在应急系统选址布局中的应用

应急服务的站点选址布局问题是城市应急管理领域中一个重要研究方向.在某行政区域中,为了保证绝大多数的应急需求都能获得及时而有效的服务,同时又要达到建立最少站点的目的,提出一种基于覆盖率的递归K-均值方法(CRRKC).与普通K-均值聚类分析不同,所提方法不需要事先给定K值,可以自动得出最佳聚类个数.在实际应用中,方法一方面可以自动计算出某区域所需要的全部站点个数,另一方面可以同时给出每个站点的基本地理位置,十分简便、快捷.仿真算例和实证分析验证了CR,RKC方法的有效性与稳健性.     

有关概率密度函数的注记

指出在概率统计教学中有关密度函数的一些需要补充说明的问题,同时对密度函数的一条性质作出更加严格的证明．