含区间参数的不确定性结构直接可靠性设计优化（英文）

目的:为提高含区间参数不确定性结构的可靠性,提供一种基于区间模型的不确定性结构的高效可靠性设计优化方法。创新点:1.提出结构性能指标区间可靠度的统一计算公式;2.提出区间可靠度违反度的概念和基于区间可靠度违反度的优于关系准则;3.提出并实现区间可靠性优化模型的高效直接智能求解算法。方法:1.借鉴图表法并克服其局限,给出计算区间可靠度的统一公式(公式2);2.利用Kriging近似模型和内层遗传算法计算结构性能指标在不确定性参数影响下的变化区间,从而计算出区间可靠性优化模型中各结构性能指标的区间可靠度及其违反度;3.基于区间可靠度违反度的优于关系准则,通过外层遗传算法实现各结构设计矢量的直接优劣排序和区间可靠性优化模型的直接智能求解;4.通过典型算例(图3和4、表2)和工程应用实例(图8和9、表7)验证所提方法的有效性和相比间接求解方法的优越性。结论:1.考虑结构性能指标可靠性要求的不确定性结构区间可靠性设计优化模型能够有效反映实际工程中提高不确定结构可靠性的需求;2.引入区间可靠度违反度的概念和基于可靠度违反度的优于关系准则,利用嵌套遗传算法和Kriging近似模型可实现不确定性结构区间可靠性优化模型的直接高效智能求解;3.提出的区间可靠性优化模型直接求解方法能比间接方法获得更优的解。     

双跨转子的随机不确定性非参数建模与可靠性分析（英文）

目的:旋转机械由于工作环境复杂,在运行过程中会不可避免地受到各种不确定性因素的影响,从而引发转子系统的异常振动。因此,迫切需要对系统工作状态开展可靠性分析。本文将外部扰动不确定性与模型不确定性考虑在内,旨在建立转子系统运行状态的可靠性评估指标,丰富转子动力学理论体系,为工程应用提供参考。创新点:1.采用非参数法进行建模,能够将外部扰动不确定性与模型不确定性同时包含在内;2.在非参数建模基础上,结合响应谱分析法进行可靠性计算,可避免对系统先验知识的需求并降低计算过程的复杂性;3.将短周期预测理论扩展应用于可靠性分析验证。方法:1.借助非参数法建立转子系统的随机不确定性模型;2.结合响应谱分析法推导出系统可靠性指标计算式;3.采用短周期预测方法对模拟数据统计指标进行计算与验证。结论:1.本方法可用于评估大型复杂旋转机械系统的可靠性,尤其对于服役时间较长导致系统参数出现不确定性变化的情形;2.本研究结果可为大型复杂旋转机械的设计、运行和控制提供理论基础,同时也可以为其他类型机械设备的可靠性分析和预测方法提供参考。     

含不确定性变量的机械零件可靠性分析

在工程实践中,机械零件的许多设计变量均有不确定的性质,其表现在随机性或模糊性,故建立在单值比较法基础上的传统零件强度设计准则有很大的局限性。本文介绍了含随机变量和含模糊变量条件下机械零件可靠性分析方法。并且应用设计实例对多种零件设计方法进行了讨论比较。     

基于FPGA的提高PUF可靠性方法（英文）

传统的基于环形振荡器的物理不可克隆函数(RO-PUF)因电压、温度、器件老化等影响,存在输出不可靠问题,即PUF输出随时变化,为了提高PUF的可靠性,提出一种针对PUF映射单元的稳定性测试方案.该方案选择多复杂度和多种频率的环形振荡器作为干扰源,放置在PUF原型电路附近对其进行干扰.通过识别和筛选掉不稳定的片,即识别和筛选掉使PUF结果不稳定的单元,来有效提高PUF的可靠性.实验结果表明,不同复杂度和不同频率的周围逻辑电路可以识别出不同数量的不稳定片,复杂度越高,识别出的不稳定片也越多.与最新发表的PUF文献相比,该PUF电路具有很好的统计随机性,资源消耗低.在温度变化为0～120℃和电压波动为0.85～1.2 V时,唯一性和可靠性分别达到49.78%和98.00%,从而使其能够更好地被应用于安全领域.     

凝聚多项式扩张的Whitehead群（英文）

应用K1群的转化定理可以证明有限表现模范畴与有限生成投射模范畴的Whitehead群同构.从而可以证明一个正则稳定凝聚环与其上的多项式环的Whitehead群同构.作为推论,此结果对于广义伞环成立.     

构造函数求参数（变量）的范围

函数是中学数学中永恒的主题 ,它的应用非常广泛 .本文针对一些非函数中的参数(或变量 )范围探求问题 ,通过观察、分析题设结构和隐含信息 ,进而以条件中的元素为“元件” ,以数学关系为“支架” ,依托创造性思维构造一种相依的辅助函数 ,再利用函数的有关性质 ,使问题化难为易 ,驭繁为简 ,简捷巧解 ,现例说如下 .1　构造一次函数求参数的范围例 1　若不等式 2ｘ -1>ｍ (ｘ2 -1)对 |ｍ|≤ 2的所有ｍ均成立 ,求ｘ的取值范围 .解　构造函数ｆ(ｍ) =(ｘ2 -1)ｍ -2ｘ+ 1,则由 ｆ(ｍ) <0对ｍ∈ [-2 ,2 ]恒成立 ,得ｆ(-2 ) <0ｆ(2 ) <0 2ｘ2 + 2…     

不完备数据下考虑变量混合不确定性的可靠性度量方法（英文）

目的：可靠性优化需要精确度量含不确定性变量的系统可靠性。然而,工程实践中往往不能获取充足的样本数据计算可靠性指标,因此本文针对不完备数据下的系统可靠性度量开展研究。创新点：1.提出了随机变量、稀疏变量以及区间变量混合不确定性下的可靠性度量方法;2.本方法可以推广到p-box和证据理论变量等不确定性变量。方法：1.建立不完备数据下的失效概率函数;2.基于中间辅助变量实现失效概率的一致性计算;3.针对数据不完备前提下失效概率自身也是不确定性变量的问题,对失效概率指标进行敏感度分析;4.将提出的失效概率计算方法推广到p-box变量、多模态分布变量以及证据理论变量;5.采用经典函数案例验证方法的有效性,并将方法应用于锻压机的可靠性分析。结论：1.不完备数据下的系统可靠性存在较大的不确定性;2.通过中间辅助变量可以精确分析混合不确定性下系统的失效概率,确定失效概率的随机分布特性;3.提出的方法可以用较少的计算时间获得准确的可靠性结果;4.本文方法可以扩展到更多不确定性类型的可靠性分析,辅助混合不确定性优化设计。     

连续退化和随机冲击下基于状态的结构维修策略优化（英文）

目的:结构在使用过程中,其性能往往发生劣化而导致其安全性能(可靠度)不断降低。本文旨在探讨结构在连续退化和冲击荷载共同作用下,其可靠度随时间的变化情况。此外,研究结构的最佳维修策略,使其在满足可靠度约束条件的同时,将平均费用降到最低。创新点:1.在连续退化和冲击荷载的共同影响下,建立结构时变可靠度计算模型。2.在前述可靠度分析的基础上,建立基于状态维修的非周期检测模型;基于剩余使用寿命检测策略,确定检测时间,并确定系统的最优维护策略,旨在将平均维护成本率降至最低。3.针对无限时间域和有限时间域,分别确定对应的最佳维修策略。方法:1.通过理论推导,构建结构时变可靠度计算公式(公式(13)),分析各参数与可靠度之间的变化关系(图4)。2.通过仿真模拟,运用蒙特卡洛法确定结构在使用过程中的最佳维修策略(图5和6)。结论:1.与仅考虑连续退化的情况相比,随机冲击荷载的存在,使得系统的可靠度降低,更容易发生失效。2.冲击载荷的存在,对最佳维修策略具有显著影响。3.有限时间域的最优解与无限时间域的最优解之间存在很大的不同,因此,有必要对这两种情况分别进行研究。     

基于LS-SVR算法的多源监测数据高铁隧道围岩参数反分析方法（英文）

为了准确估计岩体性质,依托阳山高速铁路隧道,提出了一种基于最小二乘支持向量回归(LS-SVR)的多源监测数据高铁隧道围岩参数反分析方法.以均方根误差(RMSE)和绝对百分比误差(MAPE)为评价指标,将参数反分析结果与BP神经网络和高斯过程回归模型结果进行比较.结果表明,对于单一类型的监测数据,考虑拱顶沉降的LS-SVR模型的RMSE和MAPE值最低.随着监测数据类型的增加,LS-SVR反分析模型的RMSE值逐渐减小,且采用拱顶沉降、收敛和仰拱隆起3种监测数据的反分析模型的RMSE值最小.相比于BP神经网络和高斯过程回归模型,LS-SVR模型具有较低的RMSE和MAPE值.相较于现有围岩力学参数反分析方法,考虑多源监测数据的LS-SVR模型具有更高的参数反分析精度.     

基于复杂网络理论的多式联运网络脆弱性分析（英文）

为了研究多式联运网络的结构特性以及在网络节点失效的情况下网络的脆弱性,基于复杂网络理论描述网络拓扑结构特性,并明确关键节点.分析多式联运网络在节点遭遇随机攻击和刻意攻击(关键节点)后网络平均最短路径和最大连通子图的比例,以此分析网络脆弱性.以一家多式联运企业网络为例进行实证分析.结果表明,随机攻击下,被攻击节点数大于10时,最大连通子图的比例低于20%且平均最短路径小于2,而攻击关键节点情景下,失效节点数大于7就已达到同等效果.关键节点失效时网络性能下降速度明显大于随机节点失效情景,保障关键节点运作能力能有效降低网络脆弱性.该方法可帮助多式联运企业确定关键节点并制定节点失效应急管理方案,提高企业网络从节点失效中恢复的能力.     

基于随机森林算法的传感器融合航向角估计（英文）

为了提高磁干扰环境下的航向角计算精度,将磁力计和惯性测量单元进行融合计算.在构建磁力计误差模型和分析磁力计三轴输出与相邻两时刻磁场分布特征关系的基础上,推导出航向角观测值.同时,采用陀螺状态和角速度增量作为惯性测量单元计算依据,计算出航向角的预测值.随着航向角和环境干扰的变化,使用随机森林算法持续迭代计算权重,将基于磁力计的航向角观测值和基于惯性测量单元的航向角预测值进行融合计算.结果表明,在磁干扰环境下,相比于普通的传感器融合方法,基于随机森林的传感器融合方法的航向角精度可提高约60%.通过随机森林算法计算合适的磁力计和惯性测量单元的输出权重,可有效提高磁干扰环境下的航向角计算精度.     

上位效应对遗传算法可靠性的影响（英文）

目的:探讨遗传算法的局限性和实用性,并分析基于相互作用产生的上位效应对遗传算法可靠性的影响。创新点:1.指出遗传算法缺陷的根源;2.基于测试样本函数定义目标函数,以判断遗传算法的适用性。方法:1.基于非上位效应函数(表1)和上位效应函数(表2),以及非上位效应函数F4和上位效应函数F6的结构图来验证遗传算法可靠性;2.通过计算样本函数(公式(1))和遗传算法流程(图3)表达遗传算法的工作原理。3.利用克洛弗函数(公式(2))和计算不同结构角下的函数分布(图4),进一步判断匹配度(表3)和计算效率(表4);定义新的目标函数(公式(9))和一组新的变量(公式(10))来实现变量相关性解离。结论:1.对当前遗传算法存在的不足给出了独到见解,并认为正定性的假设并非可以保证遗传算法实际的有效性和优化性。2.定义成本代价函数用以判断遗传算法可靠性,并分别考虑上位性和非上位性效应两种情形。当成本代价函数在非上位性效应下时,遗传算法是有效的;否则,可以把N维函数降级为N个一维函数,从而采用更简单的算法来判断。基于一些通用的基准,进一步设计三类样本函数来证实以上判断,且这些样本函数适合于上位性效应情形和非上位效应情形。3.遗传算法的瓶颈在于主算子和相干匹配性;可以通过破坏某些结构来实现变量关系的解离,从而抑制相干匹配性对遗传算法的影响。希望相关读者在处理实际优化问题时能验证作者关于上位效应的定性结论,并给出更可靠的方法来表征这种效应。     

基于离散元法的铁路道砟破碎参数研究（英文）

目的：有砟轨道在长期服役下频繁出现道砟颗粒掉角、破碎等劣化现象,降低了有砟轨道的稳定性。而道砟的破碎与其形状、大小、应力状态等有较大的关系,因此合理确定道砟的破碎参数是研究和解决这一问题的关键。本文旨在探索基于Hertz-Mindlin本构模型的道砟破碎参数,研究道砟的破碎性能,以期为实际服役的铁路有砟轨道提供参考。创新点：1.采用统计学方法分析了道砟破碎的主要影响因素及其临界压碎强度和临界剪碎强度;2.采用响应面法确定了离散元道砟的最优破碎参数组合;3.通过直剪试验分析了道砟的抗剪性能和破碎状况,为实际服役的有砟轨道提供参考。方法：1.通过单轴压缩破碎和单轴剪切破碎实测试验,确定简单应力状态下道砟破碎的主要影响因素及其临界压碎强度和临界剪碎强度（图1和2,表3）;2.建立可破碎道砟的精细化离散元模型,采用Box-Behnken法进行仿真试验的工况设计,并对仿真试验结果进行响应曲面分析以获取最优破碎参数（图9,表7）;3.通过对比实测与仿真的直剪试验结果,验证离散元道砟破碎参数的正确性,并探明道砟堆积体的抗剪性能（图12和13）。结论：1.对于粒径范围为22.4～63.0mm的道砟,其...     

基于样条曲线的多域交通流模型（英文）

为了建立最优化多域交通流模型,提出了一种将聚类分析和B-样条回归分析相结合的新方法.首先,为了确定合适的域数,采用K-means和模糊c-means算法对实际交通流数据进行了聚类分析,分析表明将交通流数据分为2类或3类最能反映交通流的固有类型.然后,将此信息用于指导B-样条回归分析,可显著减少样条模型参数估计的计算量.用样条回归分析来估计结点位置和模型参数可使得整体误差最小.模型分析结果表明,提出的样条曲线模型比传统模型具有更好的拟合能力和通用性.此外,新方法在数据拟合方面更加灵活,且能提供更加光滑的交通流模型曲线.     

基于联动机构的结构形态创构方法（英文）

目的:寻找以轴力为主要传递荷载方式的单层网壳结构的多种合理形态,改善结构的受力性能,为建筑设计提供多种合理的结构形状方案。创新点:1.建立控制单元组长度的移形方程,并在移形方程的基础上推导基于联动机构势能最小化的结构形态创构方法。2.将分组方式应用于网壳结构形态创构,并通过改变分组形式获得不同的合理结构形状;临时单元与临时力的引入拓展了方法的适用范围,也为形态创构提供了新的途径。方法:1.将机构的单元进行分组,以单元组总长度不变作为条件建立机构移形方程;根据机构势能下降最快的方向调整机构形状,使机构逐步达到势能最低。2.在同一初始模型中,通过改变临时单元、临时力以及单元组的设置来获得多种合理结构形状;通过多个数值算例说明该方法的特性。3.对该方法所生成的结构进行受力性能分析,验证所提方法的可行性和有效性。结论:提出了一种适用于网壳结构的形态创构方法。该方法简单、灵活,可以通过调整临时单元、临时力以及单元组的设置,得出多种以轴力为主要传递荷载方式的合理结构形状。可以为设计者在建筑方案设计阶段提供多种结构形状方案。     

环中涉及幂等元的Drazin逆的表示（英文）

称环R中的元素a为Drazin可逆的,如果存在R中的元素b使得ab=ba,bab=b,a-a2b是幂零的.上述元素b如果存在则是唯一的,并表示为aD.给出了一些环中涉及幂等元的Drazin逆的等价条件.作为应用,给出了环中幂等元的积与差的Drazin逆的公式.因此,一些关于Banach空间中有界线性算子的结果被推广到环上.     

考虑碰撞前行为的交叉口自行车碰撞事故分析:随机参数次序Probit方法（英文）

为了分析交叉路口自行车与机动车碰撞事故严重程度的风险因素,尤其是与道路使用者行为相关的因素,以综合评估系统中收集的2011—2015年的事故记录为依据,进行实证型研究.经过初步筛选,解释变量被分为骑车人的特征和行为、驾驶员的特征和行为、车辆特征、交叉路口条件和时间5个主要类别.采用RPOP模型探索显著的影响因素和相应的异质性.结果表明,骑车人不遵守交通信号、不分享路权、突然冲出和骑车前饮酒都会增加骑车人的伤害严重度,致死伤害的可能性分别增加53.2%、40.0%、86.3%、211.5%.此外,驾驶员注意力不集中、超速、直行和左转弯增加了骑车人的撞车风险,致死伤害的可能性分别增加134.5%、186.5%、69.3%、22.7%.其他指标如年龄、性别、车辆类型、交通信号和交叉路口类型也会影响伤害的严重程度.     

活塞式阀芯不平衡力矩的参数化分析（英文）

目的:活塞式阀芯底面受到的不平衡力矩,不仅会让阀芯有倾覆的趋势,甚至会造成阀杆和阀芯变形卡滞,最终导致阀门内漏。本文提出了活塞式截止阀的简化模型,基于计算流体力学方法,探究了入口流道弯曲半径、异形管直径和阀芯高度等特征结构参数对阀芯底面不平衡力矩的影响机制,为活塞式阀门结构的进一步优化提供了依据。创新点:1.建立了活塞式截止阀的简化模型,研究简化模型特征结构参数对活塞式阀芯底面不平衡力矩的影响;2.对简化活塞式截止阀在不同入口流道弯曲半径、异形管直径和阀芯高度下进行流动及阀芯受力分析。方法:1.建立具有不同入口流道弯曲半径的简化活塞式截止阀的数值计算模型,并比较分析入口流道弯曲半径对阀内速度以及阀芯受力情况的影响(图7～9);2.建立具有不同异形管直径的简化活塞式截止阀的数值计算模型,并比较分析异形管直径对阀内压力以及阀芯受力情况的影响(图10～12);3.建立具有不同阀芯高度的简化活塞式截止阀的数值计算模型,并比较分析阀芯高度对阀芯受力情况的影响(图13),总结得出阀芯受到的合力矩与阀门流量之间的关系(图14)。结论:1.随着入口流道弯曲半径的增大,阀芯底面受到的不平衡力矩逐渐减小;在实际应用中,可以通过适当增大阀门入口流道弯曲半径来减小不平衡力矩。2.随着异形管直径的增大,阀芯底部的不平衡力矩略有增大;在阀门的设计中,可以忽略异型管直径对不平衡力矩的影响。3.阀芯高度增大,出口流量随之增大,加剧了阀芯底面力矩分布不平衡的现象。     

基于区域分解的混合有限元多参数渐进展开

本文讨论了最低阶RT(Raviart-Thomas)空间上混合元逼近的多参数误差渐进展开.     

利用遗传算法优化神经网络超参数（英文）

目的:证明超参数优化对深度能量方法(DEM)精度的影响以及DEM在预测不同荷载作用下梁和板等结构的应力分布方面的能力。创新点:1.为了提高DEM的准确性,各种超参数组合被输入遗传算法(GA)并找到最佳组合。2.为了防止重复计算以及提高这种元启发式算法的效率,GA过程中还考虑了超参数组合的禁忌列表。方法:1.实施非均匀有理样条(NURBS)以生成穿过结构体和边界的积分点。2.采用DEM计算位移和应力分布。3.利用遗传算法优化DEM的超参数,以对模型在预测结构内应力和位移传播的准确性方面具有显着影响。结论:1.在不同的优化器和激活函数中,Adam和L-BFGS-B方法以及Re LU2函数的组合使得DEM模型的准确率最高。2.其他对模型预测准确性有影响的超参数包括隐藏层的数量、每层神经元的数量以及通过上述结构集成的点数。3.优化DEM的超参数可以使相对应变能误差降低近50%,提高了DEM模型对应力和位移分布的预测能力。