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从基于模拟到基于人工智能的建筑结构设计方法研究进展 被引量:1
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作者 陆新征 廖文杰 +2 位作者 顾栋炼 许镇 郑哲 《工程力学》 北大核心 2025年第3期1-17,共17页
建筑结构设计随着计算机技术进步迈入新的发展阶段,基于模拟与基于人工智能的设计为两个重要发展方向。基于模拟的设计为超出设计规范的特殊结构或特殊工况设计提供了关键手段,其关键难题是发展可以准确、高效模拟结构在地震、火、风等... 建筑结构设计随着计算机技术进步迈入新的发展阶段,基于模拟与基于人工智能的设计为两个重要发展方向。基于模拟的设计为超出设计规范的特殊结构或特殊工况设计提供了关键手段,其关键难题是发展可以准确、高效模拟结构在地震、火、风等灾害作用下受力行为的模拟方法。基于人工智能的设计则是通过学习既有设计案例,从而高效生成满足工程经验和设计规范要求的结构设计图,可以有效提升结构设计效率,其关键难题在于对工程经验和结构特征的学习和表达。该文介绍了作者团队开展的基于模拟的抗震、防火、抗风设计的典型案例,以及基于生成对抗网络和图神经网络的人工智能结构设计方法,提出了L0~L5不同层级结构智能设计的划分建议,并展望了未来将基于模拟的设计和基于人工智能的设计相融合的发展方向。 展开更多
关键词 建筑结构设计 结构模拟方法 基于模拟的设计 生成式网络模型 结构智能设计
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亚太6E卫星结构设计与验证
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作者 陈燕 王刚 +2 位作者 余晨帆 张欢 张铃 《航天器工程》 北大核心 2025年第1期112-117,共6页
针对亚太6E卫星结构承载大、布局空间紧凑、主卫星(主星)和推进舱在轨可分离的特殊要求。设计了一种新型的板杆结合式卫星主结构,以箱板式结构为基础,杆系结构为主承力件,板杆混合式结构既提供了开敞高效便利的布局和安装空间,也解决了... 针对亚太6E卫星结构承载大、布局空间紧凑、主卫星(主星)和推进舱在轨可分离的特殊要求。设计了一种新型的板杆结合式卫星主结构,以箱板式结构为基础,杆系结构为主承力件,板杆混合式结构既提供了开敞高效便利的布局和安装空间,也解决了卫星承载难题;设计了内置贮箱,外挂两个燃箱的全新推进舱结构,3个贮箱(即一个氧箱和两个燃箱)并联布局承载,能够降低卫星质心,实现高效承载。主星连接界面设计为对接环,推进舱一侧设计为对接框,对接接口为1194A标准接口,发射段通过包带实现连接,在轨包带解锁,实现了两舱分离。模态和静力仿真分析以及静力和振动试验验证了设计的合理性和可靠性。 展开更多
关键词 亚太6E卫星平台 结构设计 杆系 在轨分离
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统一电力现货市场体系的结构设计理论方法
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作者 张粒子 李雲建 +1 位作者 张洪 陈皓轩 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第4期1343-1358,I0010,共17页
随着我国电力体制改革的深化推进,近年来,加快建设全国统一电力市场体系成为热点问题。全国统一电力市场体系以全国统一电力现货市场体系为核心,市场体系的结构设计是对其宏观架构的精细表达,也是市场体系顶层设计的重中之重。该文阐释... 随着我国电力体制改革的深化推进,近年来,加快建设全国统一电力市场体系成为热点问题。全国统一电力市场体系以全国统一电力现货市场体系为核心,市场体系的结构设计是对其宏观架构的精细表达,也是市场体系顶层设计的重中之重。该文阐释统一电力现货市场体系的内涵和时间、空间、主体、客体四方面结构的外延。在此基础上,结合电力现货市场绩效评价理论,提出统一电力现货市场体系的空间结构设计、时间结构与客体结构协同细化设计和主体结构设计的理论与方法。针对欧洲统一电力现货市场体系的结构设计进行实证分析,验证理论方法的可行性与有效性。 展开更多
关键词 全国统一电力市场体系 电力现货市场体系 市场绩效 市场架构 结构设计
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前驱站立式椭圆机的结构设计及仿真分析
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作者 栗永非 尹周杨 +1 位作者 秦盛伟 刘向辉 《机械设计》 北大核心 2025年第3期143-149,共7页
为充分锻炼人体上下肢,文中设计了一种前驱站立式椭圆机,采用解析法建立了椭圆机的运动方程,一方面获得脚踏板中心点J和扶手中心点S的轨迹,并据此确定各杆件最优长度;另一方面获得点J和点S的速度和加速度,并通过运动学仿真进行验证,从... 为充分锻炼人体上下肢,文中设计了一种前驱站立式椭圆机,采用解析法建立了椭圆机的运动方程,一方面获得脚踏板中心点J和扶手中心点S的轨迹,并据此确定各杆件最优长度;另一方面获得点J和点S的速度和加速度,并通过运动学仿真进行验证,从而确保椭圆机运动平稳;最后,对运动过程双脚站立时和上下椭圆机单脚站立时的受力情况进行静力学仿真,确保两种情况下满足强度要求。结果表明:点J和点S轨迹、速度和加速度解析值与仿真值吻合,验证了运动方程的准确性;当l_(1)=200 mm,l_(2)=800 mm,l_(3)=265 mm,l_(5)=65 mm,l_(8)=350 mm,l_(J)=360 mm和l_(S)=350 mm时,点J和点S轨迹最优,其速度和加速度波动也较小;两种情况下的最大应力均位于飞轮连接轴处,因此该轴直径须大于26 mm。 展开更多
关键词 前驱站立式 椭圆机 结构设计 运动特性 仿真
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基于气动方式的供弹装置结构设计与动态特性分析
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作者 王鹏 陶泽 +2 位作者 岳跃康 宋焦 刘江帆 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2025年第1期37-43,共7页
针对箱式火箭炮供弹自动化能力不足以及效率低下的问题,设计了一款供弹迅速、结构紧凑、自动化程度高的气动供弹装置。该装置利用高压气体实现快速供弹的功能,可以提高火箭炮的饱和打击能力。完成气动供弹装置的结构设计及供弹过程动力... 针对箱式火箭炮供弹自动化能力不足以及效率低下的问题,设计了一款供弹迅速、结构紧凑、自动化程度高的气动供弹装置。该装置利用高压气体实现快速供弹的功能,可以提高火箭炮的饱和打击能力。完成气动供弹装置的结构设计及供弹过程动力学特性的分析。使用SolidWorks对供弹装置进行建模,并对其进行力学计算,初步计算出气瓶压力,为仿真分析提供参考。运用FLUENT、ABAQUS、ADAMS仿真软件分析供弹过程中弹丸的作用力、速度、加速度和位移等动力学特性。仿真结果表明:该装置能达到快速供弹的要求且极大地提高了供弹效率,对于实现快速供弹以及其他供输行业及工作具有实际指导意义。 展开更多
关键词 供弹装置 气动 结构设计 动力学仿真
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大口径离轴三反红外相机调焦次镜中心支撑结构设计和试验
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作者 王成彬 胡亭亮 +1 位作者 丛海佳 袁海涛 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第1期178-186,共9页
离轴三反光学系统以其优化变量多、视场大、无遮挡等优点广泛应用于空间红外相机。空间红外相机经历严酷的发射力学和复杂的空间热环境,在此环境作用下红外相机极易产生离焦现象,导致成像质量下降。从离轴三反红外相机各调焦对象的实现... 离轴三反光学系统以其优化变量多、视场大、无遮挡等优点广泛应用于空间红外相机。空间红外相机经历严酷的发射力学和复杂的空间热环境,在此环境作用下红外相机极易产生离焦现象,导致成像质量下降。从离轴三反红外相机各调焦对象的实现难易度出发,提出以次镜为调焦对象的调焦方法。针对调焦次镜的特殊应用场景,为降低调焦机构负载、降低力学响应,提出一种以碳化硅为次镜材料,采用硅橡胶粘接、紧凑、轻质、低装配应力的次镜中心支撑的方案。建立了调焦次镜参数化模型和优化函数,完成了次镜结构的设计,仿真分析在重力作用下面形精度RMS最大为2.9 nm,20℃基准温度为±10℃,面形精度RMS为4.1 nm。完成次镜加工后,进行了次镜胶结、装配。装配前后,次镜面形精度未发生变化。经过次镜调焦机构组件的力学试验,次镜面形RMS变化0.001λ(λ=632 nm)。次镜保持了良好的面形精度,验证了大口径离轴三反调焦次镜设计方案的工程可行性和可靠性。 展开更多
关键词 结构设计 离轴三反光学系统 调焦机构 碳化硅 次镜中心支撑
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新工科背景下课程思政教学模式创新与实践——以钢结构设计原理课程为例
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作者 姜兰潮 杨娜 +2 位作者 邢佶慧 白凡 窦超 《高等建筑教育》 2025年第1期111-119,共9页
在以数字化、智能化升级为动力,实现建筑业转型升级和持续健康发展的行业背景下,以及以培养复合型、综合性人才为目标,更加注重教学模式创新的新工科建设大背景下,探讨信息技术与数字技术如何融入钢结构设计原理课程的思政教学,以实现... 在以数字化、智能化升级为动力,实现建筑业转型升级和持续健康发展的行业背景下,以及以培养复合型、综合性人才为目标,更加注重教学模式创新的新工科建设大背景下,探讨信息技术与数字技术如何融入钢结构设计原理课程的思政教学,以实现“立德树人”的根本任务[1]。在课程教学过程中,以北京交通大学原校长茅以升先生主持监造的钱塘江大桥(一种早期采用铆钉连接的钢结构桁架桥)为背景,秉承茅以升精神的核心价值,通过对钱塘江大桥的深入学习,结合课后参与各类结构设计竞赛(如全国大学生“茅以升公益桥-小桥工程”设计大赛、全国大学生结构设计竞赛、全国高校学生钢结构创新竞赛、北京市大学生建筑结构设计竞赛等),以加强实践操作能力。此举不仅有助于学生学习、实践并传承茅以升先生所倡导的“先习后学、边习边学”的工程教育思想,以及“爱国、科学、奋斗、奉献”的精神,还构建了学习、产业、研究融为一体的综合教学模式,实现了知识、能力与价值的深度融合。在课程思政教学研究与实践中,构建了一套闭环的内涵思政教学体系,凝练出一种浸润式的课程思政教学实践模式,达成了掌握知识、培养能力、训练思维、塑造价值的总目标。此外,全方位的科学考评及持续改进模式、信息技术融入课堂教学、教学能力提升举措等研究成果,均可为同类课程思政教学模式的改革提供借鉴。 展开更多
关键词 工程教育思想 学产研融通 思政教学体系 内涵思政 结构设计原理
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可扩展片式天线结构设计及力学环境适应性分析
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作者 孙远涛 王小宇 田凤桢 《雷达科学与技术》 北大核心 2025年第2期176-181,191,共7页
随着国内外商业通信卫星星座的大规模部署,应用于车辆搭载的小尺寸、低成本的地面终端天线的应用市场日益开阔。基于此,本文提出了一种可扩展片式天线的结构设计方案,该天线系统由有源多功能刚绕组件和安装散热结构件组成。采用的有源... 随着国内外商业通信卫星星座的大规模部署,应用于车辆搭载的小尺寸、低成本的地面终端天线的应用市场日益开阔。基于此,本文提出了一种可扩展片式天线的结构设计方案,该天线系统由有源多功能刚绕组件和安装散热结构件组成。采用的有源多功能刚绕组件由微波数字混合母板和供电控制子板组件通过柔性线路板互联,从而实现了射频信号的传输、合成和功率分配、供电和信号控制等功能。通过对承载构件、散热组件进行结构功能一体化集成设计,极大地减小了系统的空间体积和质量。基于高速公路卡车和组合轮式车两种运输条件下,对天线进行力学环境适应性设计和仿真分析,结果表明,该片式天线基频为182.38 Hz,天线最大位移为0.05 mm,最大应力为31.6 MPa,满足上述两种抗力学环境设计要求。 展开更多
关键词 片式天线 结构设计 一体化集成设计 抗力学环境分析
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SLM增材制造弯管磨粒流抛光防过磨创新结构设计与试验研究
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作者 王坤 李方祺 +2 位作者 吕伊凡 朱伟光 张松泽 《表面技术》 北大核心 2025年第6期162-172,共11页
目的 针对磨粒流抛光直角弯处因磨料惯性力梯度变化导致肘部流道外侧过磨问题,提出一种带有创新保护结构的弯管设计方法。方法 以不均匀增厚、条状凸起和半球凸起结构弯管为实验对象,通过数值模拟和磨粒流实验相结合的方法,研究3种创新... 目的 针对磨粒流抛光直角弯处因磨料惯性力梯度变化导致肘部流道外侧过磨问题,提出一种带有创新保护结构的弯管设计方法。方法 以不均匀增厚、条状凸起和半球凸起结构弯管为实验对象,通过数值模拟和磨粒流实验相结合的方法,研究3种创新结构设计弯管内表面在磨粒流光整工艺加工下各样点压力与流道形状对弯管肘部材料去除量的影响。结果 仿真和实验结果揭示了各结构弯管的压力变化趋势,以及去除量的分布特征。在10 MPa的加工压力和100次的循环加工次数下,不均匀增厚弯管在入口倒角处存在压力增大突变,所以在倒角处、弯管段去除量最大,比普通弯管增加了20.7%。2种凸起结构在弯管段外侧压力随凸起结构的阻滞作用加剧而突变增大,随形磨削导致外侧凸起结构处去除量变化波动加剧,相比普通弯管分别增加了67.2%和47.5%,内侧去除量相比普通弯管也显著提升,分别提升172%和151%。结论 不均匀增厚弯管可以显著减少肘部过磨,保持内壁表面连续均匀的梯度变化,而凸起结构导致去除量波动,虽然可以减少过磨但难以控制稳定的表面粗糙度,所以不均匀增厚弯管结构对肘部流道外侧过磨问题具有较好的工程应用价值。 展开更多
关键词 增材制造 磨粒流加工 弯管过磨 弯管结构设计 数值模拟 试验分析
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丰宁抽水蓄能电站引水调压室布置及结构设计
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作者 余健 刘蕊 姜晓航 《水利水电工程设计》 2025年第1期46-50,共5页
通过对丰宁抽水蓄能电站引水调压室的设置条件、水力计算及结构设计的分析研究,确定了本工程需设置带上室的阻抗式结构型式的引水调压室;同时对调压室底部隧洞、竖井及上室的正常运行工况及检修工况进行计算,结果满足工程设计的可靠性要... 通过对丰宁抽水蓄能电站引水调压室的设置条件、水力计算及结构设计的分析研究,确定了本工程需设置带上室的阻抗式结构型式的引水调压室;同时对调压室底部隧洞、竖井及上室的正常运行工况及检修工况进行计算,结果满足工程设计的可靠性要求,保证了调压室结构安全和电站运行安全,为类似工程设计提供工程实例和参考借鉴。 展开更多
关键词 抽水蓄能电站 调压室 布置型式 结构设计
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新工科背景下混凝土结构设计原理实践教学改革探索
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作者 冯英杰 李海玉 《科技风》 2025年第2期17-19,共3页
实践教学是专业教学的重要组成部分,是培养学生从基本理论运用到解决工程实际问题能力的关键环节。根据新工科背景下土木工程人才培养应满足国家和社会发展的需求,本文对混凝土结构设计原理课程设计实践教学进行探索,学生在缺乏工程实... 实践教学是专业教学的重要组成部分,是培养学生从基本理论运用到解决工程实际问题能力的关键环节。根据新工科背景下土木工程人才培养应满足国家和社会发展的需求,本文对混凝土结构设计原理课程设计实践教学进行探索,学生在缺乏工程实践经验的情况下,利用Excel计算软件的数据比较和统计分析功能,通过线上线下相结合,让学生在有限的时间内,得到较为合理的构件设计方案,为创新教学方法、提高实践教学质量,为支撑新模式、新理念下土木工程专业实践课教学提供参考。 展开更多
关键词 新工科 教学改革 课程设计 混凝土结构设计原理
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宋小辉团队:为绿色制造赋能——功能材料及装备结构设计的挑战与机遇
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作者 宋小辉 吕勇 +4 位作者 李聪 屈婧婧 刘坡 黄静(整理) 朱帅玲(整理) 《桂林航天工业学院学报》 2025年第1期2-4,15,共4页
随着学校建设广西区一流学科(航空航天复合材料)的需求及机械工程硕士点发展的需要,学校于2023年初成立了“功能材料制备与性能调控”重点实验室,也初步形成了“功能材料及装备结构设计与优化”团队。团队主要围绕航空航天、特种工程装... 随着学校建设广西区一流学科(航空航天复合材料)的需求及机械工程硕士点发展的需要,学校于2023年初成立了“功能材料制备与性能调控”重点实验室,也初步形成了“功能材料及装备结构设计与优化”团队。团队主要围绕航空航天、特种工程装备、智能制造和绿色制造等产业链技术延伸需求,实现工程材料轻质结构件、功能多孔件等的增材制造、结构仿真与性能调控,并实现固体废弃物的综合利用。针对金属、陶瓷等材料,进行机理研究和微结构性能调控,开发制备满足特殊用途的工程材料;应用有限元技术,研究复杂曲率构件变形规律,成形出满足精度要求的高强钣金构件。在工程材料增材制造、绿色制造、开发与制备、成形与性能调控方面形成理论创新和应用集成。 展开更多
关键词 功能材料及装备结构设计与优化
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飞机结构设计思想浅析与教材内容溯源——以“飞机结构设计”课程为例
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作者 程小全 《工业和信息化教育》 2025年第4期84-89,共6页
飞机结构设计思想对于所设计结构的重量、全寿命周期成本具有重要的影响,然而现有的飞机结构设计教材及课程对这部分内容的阐述与讲解较少,而且不同教材对于结构设计思想的理解存在差异。文章对飞机结构设计思想的内涵进行了简要介绍,... 飞机结构设计思想对于所设计结构的重量、全寿命周期成本具有重要的影响,然而现有的飞机结构设计教材及课程对这部分内容的阐述与讲解较少,而且不同教材对于结构设计思想的理解存在差异。文章对飞机结构设计思想的内涵进行了简要介绍,并结合具体的结构设计思想及其发展历程进行了分析与讨论。针对飞机结构设计思想课堂教学中可能存在的问题,结合笔者的教学实践,从概念理解、教学内容呼应和学生思想引导等方面介绍了一些具体的案例与方法,以期对飞机结构设计教学提供借鉴。 展开更多
关键词 飞机结构设计 结构设计思想 结构完整性 教学实践
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户外冲锋裤结构设计研究与应用
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作者 崔立明 张红丽 《染整技术》 2025年第3期59-61,共3页
为优化户外冲锋裤的结构,首先对人体运动系统功能进行分析,其次讨论服装功能性裤装造型结构与人体下肢运动的关系,最后重点阐述户外冲锋裤的面料和结构特点以及户外冲锋裤的结构设计要点,并基于此进行户外冲锋裤的设计实践,设计出了一... 为优化户外冲锋裤的结构,首先对人体运动系统功能进行分析,其次讨论服装功能性裤装造型结构与人体下肢运动的关系,最后重点阐述户外冲锋裤的面料和结构特点以及户外冲锋裤的结构设计要点,并基于此进行户外冲锋裤的设计实践,设计出了一款兼具功能性和舒适性的户外冲锋裤。 展开更多
关键词 冲锋裤 结构设计 下肢运动
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设备列车自移与起重机构的结构设计与优化
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作者 郝志勇 胡子豪 +1 位作者 熊华涛 刘伟 《煤》 2025年第1期78-84,共7页
为了有效地提高煤矿的生产效率,减少工人的劳动强度,免去设备列车拉移过程的轨道安装和拆卸工序,确保井下辅助运输安全,实施综采工作面的自动化、高效开采,设备列车安全高效运行,文章使用自顶向下、逐步求精的程序设计方法,结合现有的... 为了有效地提高煤矿的生产效率,减少工人的劳动强度,免去设备列车拉移过程的轨道安装和拆卸工序,确保井下辅助运输安全,实施综采工作面的自动化、高效开采,设备列车安全高效运行,文章使用自顶向下、逐步求精的程序设计方法,结合现有的大型设备提升机构,采用新的结构整体布置形式,设计了一种设备与轨道在大坡度巷道中的大步距交替自动前移,且能自主调偏的设备列车自移机构,以及一种能够随综采工作面的前移而前进的设备列车起重机构;并且对设备列车的平板车架与起重机构的支撑立柱进行拓扑优化设计,优化后平板车架与支撑立柱的质量分别降低了11.17%和12.84%,达到了机构轻量化设计要求。 展开更多
关键词 煤矿开采 自移列车 起重机构 结构设计 拓扑优化
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市域(郊)铁路常用跨度简支桥梁结构设计
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作者 施威 康银庚 +3 位作者 李伟超 周婷 任伟 李坤衡 《铁道技术标准(中英文)》 2025年第2期52-58,共7页
市域(郊)铁路在我国起步较晚,各建设项目桥梁简支结构存在多种类型,尚未统一。结合市域(郊)铁路设计标准,参考国内高速、普速铁路通用桥梁结构设计情况,采用有限元计算等方法对市域(郊)铁路简支箱梁、简支梁桥墩以及部分附属设施的设计... 市域(郊)铁路在我国起步较晚,各建设项目桥梁简支结构存在多种类型,尚未统一。结合市域(郊)铁路设计标准,参考国内高速、普速铁路通用桥梁结构设计情况,采用有限元计算等方法对市域(郊)铁路简支箱梁、简支梁桥墩以及部分附属设施的设计原则进行了研究,供相关建设项目参考。主要结论如下:(1)双线简支梁线间距为4.0 m时,桥面宽度为10.8 m,线间距为5.0 m时,桥面宽度为11.8 m,梁高2.0 m,跨中截面顶、底板厚均为0.26 m,腹板厚0.36 m;单线简支梁桥面宽7.0 m,梁高2.0 m,跨中截面顶板厚0.22 m,腹板厚0.27 m,底板厚0.25 m。(2)桥墩采用八边形宝石形桥墩。(3)采用整体式桥面系一体化运架方案。 展开更多
关键词 市域(郊)铁路 简支结构 箱梁 桥墩 结构设计。
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骨组织工程中传统与仿生支架结构设计的差异
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作者 赵越 许燕 +4 位作者 周建平 张旭婧 陈宇彤 靳正阳 印治涛 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2025年第16期3458-3468,共11页
背景:多孔支架作为新骨生长的临时基质在骨修复过程中起着关键作用,其中多孔支架的结构设计是骨修复过程中的研究重点。目的:综述传统支架(规则、均匀的支架)和仿生支架(不规则、不均匀的支架)在骨组织工程研究领域的应用。方法:检索中... 背景:多孔支架作为新骨生长的临时基质在骨修复过程中起着关键作用,其中多孔支架的结构设计是骨修复过程中的研究重点。目的:综述传统支架(规则、均匀的支架)和仿生支架(不规则、不均匀的支架)在骨组织工程研究领域的应用。方法:检索中国知网(CNKI)、维普、万方、Web of Science、Science Direct、PubMed、EI等数据库,选取2008年1月至2024年3月发表的文献,中文检索词为“骨组织工程,仿生支架,骨小梁,传统支架,骨修复,三周期极小曲面”,英文检索词为“bone tissue engineering,bionic scaffolds,bone trabeculae,traditional scaffolds,bone repair,TPMS”。最终纳入81篇文献进行综述。结果与结论:骨支架的结构设计是实现骨修复和骨再生的关键,骨组织工程中的支架技术已取得显著进展。传统的规则多孔支架因简单的制造流程和良好的机械性能被广泛应用,然而这类支架往往缺乏生物活性,难以模拟自然骨组织的复杂微环境,限制了其在促进细胞增殖和骨再生方面的能力。相反,仿生支架通过模拟自然骨组织的结构特征,提供了更适宜的生理微环境,促进了成骨细胞的增殖、分化及新骨的形成,为骨缺损有效治疗提供了新的思路。尽管仿生支架在理论上具有巨大的潜力,但在实际应用中仍面临诸多挑战,支架的生物相容性、生物活性及长期稳定性等因素仍需通过临床试验进行进一步验证。 展开更多
关键词 骨组织工程 仿生支架 骨小梁 传统支架 骨修复 三周期极小曲面 拓扑优化 结构设计 单胞阵列
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巷道管道安装机器人结构设计与分析
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作者 隋明航 李艳杰 +2 位作者 郎智明 卜春光 纪兆俊 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第8期3288-3295,共8页
针对煤矿井下巷道实际环境条件与井下管道安装这一实际应用背景,设计一款关节式巷道管道安装机器人,对机械臂结构进行详细设计并完成其三维建模。建立机器人运动学模型,通过MATLAB对机械臂的正逆运动学进行验证。基于所建的运动学模型... 针对煤矿井下巷道实际环境条件与井下管道安装这一实际应用背景,设计一款关节式巷道管道安装机器人,对机械臂结构进行详细设计并完成其三维建模。建立机器人运动学模型,通过MATLAB对机械臂的正逆运动学进行验证。基于所建的运动学模型进行机械臂笛卡尔空间的轨迹规划算法设计,通过MATLAB和ADAMS软件对机械臂进行仿真实验验证。仿真表明,本机械臂的结构设计合理,机械臂轨迹规划方案可行。 展开更多
关键词 结构设计 运动规划 MATLAB 运动学仿真
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基于纤维混杂的防弹防刺材料结构设计与优化
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作者 马潮禾 刘鹏 +3 位作者 陈婧 周宏元 黄广炎 张宏 《兵工学报》 北大核心 2025年第1期48-57,共10页
反恐处突人员在处理城市暴力恐袭事件时需要同时应对刀刺及枪击的威胁,单一防护功能的防护服难以保障生命安全。根据防弹和防刺机理,将防弹和防刺材料进行组合设计可达到多功能的防护效果。目前基于组合材料的双防服研制方法主要为实验... 反恐处突人员在处理城市暴力恐袭事件时需要同时应对刀刺及枪击的威胁,单一防护功能的防护服难以保障生命安全。根据防弹和防刺机理,将防弹和防刺材料进行组合设计可达到多功能的防护效果。目前基于组合材料的双防服研制方法主要为实验试错,设计效率低下,成本较高。针对这一问题,提出一种基于能量吸收准则的纤维混杂防弹防刺结构理论设计与优化方法,开展单一防护材料即浸胶芳纶布和超高分子量聚乙烯(Ultra high molecular weight Polyethylene,PE)无纬布的弹道实验和动态穿刺实验,计算单一材料的弹道动能吸收和穿刺动能吸收。基于能量守恒定律,设计给定8500 g/m^(2)面密度下的防弹防刺组合结构,得到防弹与防刺材料的层数范围。经过弹道及动态穿刺实验验证,理论计算安全余量充足,11层浸胶芳纶布加18层PE无纬布组合满足公安部《GA68—2019警用防刺服》及警用三级防弹要求且最为轻便,面密度8390 g/m^(2)。对防弹防刺结构进行优化设计,得到面密度为8370 g/m^(2)的最轻量组合结构(9层浸胶芳纶布加21层PE无纬布),研究成果可为双防服的工程设计与创新应用提供参考。 展开更多
关键词 防弹服 防刺服 浸胶芳纶布 超高分子量聚乙烯 结构设计
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盾构隧道管片新型快拼G接头结构设计及抗弯性能分析
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作者 宋晓利 史林肯 +3 位作者 魏英杰 穆晓凯 郭正刚 孙伟 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第1期199-208,共10页
针对现有盾构隧道传统管片接头拼装效率低、连接件抗弯性能不足等问题,开展面向快拼式的新型G接头结构设计及抗弯性能分析研究。首先,基于零件设计方法及传统C-T接头结构,提出一种新型快拼G接头设计方案;其次,基于设计方案完成G接头设计... 针对现有盾构隧道传统管片接头拼装效率低、连接件抗弯性能不足等问题,开展面向快拼式的新型G接头结构设计及抗弯性能分析研究。首先,基于零件设计方法及传统C-T接头结构,提出一种新型快拼G接头设计方案;其次,基于设计方案完成G接头设计,并结合实际工况开展G接头力学特性分析;然后,基于G接头抗拉力学性能开展结构优化设计,最终确定满足快拼特点及力学特性的新型快拼G接头形式;最后,基于结构、材料等属性特征建立3种管片接头模型,并结合实际工况开展斜螺栓接头、C-T接头和G接头的抗弯刚度分析,对比三者的接头变形与弯矩转角。结果表明:新型G接头实现了抗弯刚度提升,相对斜螺栓接头、C-T接头分别提升289%、161%。 展开更多
关键词 盾构隧道 新型快拼接头 抗弯刚度 结构设计
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