山东大学学报 (工学版)

基于余弦相似性的供应商选择方法

张莉, 夏佩佩, 李凡长

2017, 47(1): 1-6. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.1.2016.047

摘要 ( 1302 )

PDF (1016KB) ( 584 )

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提出一种基于余弦相似性的改进TOPSIS(technique for order preference by similarity to ideal solution)法并将其应用于解决供应商选择的问题。夹角余弦的距离度量方式隐含了传统TOPSIS法中属性权重,提高了决策的客观性。在供应商选择的实例上证明了所提方法有较强的科学性和合理性。

基于多视图分类集成的高铁工况识别

郭超,杨燕,江永全,宋祎

2017, 47(1): 7-14. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.1.2016.330

摘要 ( 1148 )

PDF (2281KB) ( 754 )

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针对传统方法识别高铁工况存在特征提取不完备和识别性能不精确的问题,提出一种多视图分类集成的高铁工况识别方法(MVCE)。该方法结合多视图特征提取和分类集成技术,从信号本身特性、频域和时频域三个角度提取小波能量、频谱系数、聚合经验模态分解模糊熵,并使用Fisher比率对其频域特征进行特征选择,从而构建高铁振动信号三个视图的特征。使用最小二乘支持向量机和K最近邻分类器分别对每个视图的特征进行初步识别。最后采用分类熵投票策略对多个分类器输出结果进行集成。试验结果表明:该方法对仿真数据和实验室数据的平均识别率分别达到89.18%和90.87%。同时对比结果说明了该方法提取特征的完备性和具有多样性集成模型的有效性。

基于多次随机欠采样和POSS方法的软件缺陷检测

方昊,李云

2017, 47(1): 15-21. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2016.304

摘要 ( 1276 )

PDF (1617KB) ( 613 )

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为了解决因软件缺陷数据存在数据不平衡问题限制了分类器的性能,将POSS(pareto optimization for subset selection)特征选择算法和随机欠采样技术引入到软件缺陷检测中,并利用支持向量机(support vector machine, SVM)构建预测模型。试验结果表明,通过多次随机欠采样可以有效地解决软件缺陷数据不平衡问题,同时使用POSS方法对目标子集进行双向优化,从而提高分类的准确率,其结果要优于Relief、Fisher、MI(mutual information)特征选择算法。

一种选择特征的稀疏在线学习算法

魏波,张文生,李元香,夏学文,吕敬钦

2017, 47(1): 22-27. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.1.2016.060

摘要 ( 1551 )

PDF (2167KB) ( 983 )

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为了有效处理海量、高维、稀疏的大数据,提高对数据的分类效率,提出一种基于L₁准则稀疏性原理的在线学习算法(a sparse online learning algorithm for selection feature, SFSOL)。运用在线机器学习算法框架,对高维流式数据的特征进行新颖的“取整”处理,加大数据特征稀疏性的同时增强了阀值范围内部分特征的值,极大地提高了对稀疏数据分类的效果。利用公开的数据集对SFSOL算法的性能进行分析,并将该算法与其它3种稀疏在线学习算法的性能进行比较,试验结果表明提出的SFSOL算法对高维稀疏数据分类的准确性更高。

基于牛顿力学和博弈论模型的粒子网络优化算法

易云飞,苗剑,林郭隆,殷智

2017, 47(1): 28-36. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.1.2016.070

摘要 ( 1353 )

PDF (2830KB) ( 835 )

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为克服标准粒子群算法在求解高维TSP问题时求解精度不高、易陷入局部最优等不足,将每个粒子均赋予质量和加速度,利用泊松分布和牛顿第二运动定律动态调整粒子加速度,并将粒子维数以相似度划分为优势部分和劣势部分,正常更新时只对劣势部分进行相应处理,保持并扩大其优势部分以提高收敛速度,扰动时更新其优势部分以达到远离当前粒子网络的目的来跳出局部最优。当有粒子碰撞时,引入反向学习策略处理粒子,选择合适的降速模型来提高收敛速度。最后,将改进后的算法用于求解TSPLIB中的标准实例问题,并与经典算法进行比较。试验结果表明,提出的新算法在求解旅行商问题时具有高效率、低迭代次数及强收敛等特性。该结果可为智能算法在求解优化问题时提高精确性和加快收敛等方面的研究提供一定的参考。

一种基于结构信息的改进CNM算法

吕振,李苏雪,张传亭,袁东风

2017, 47(1): 37-41. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.1.2016.180

摘要 ( 1803 )

PDF (1231KB) ( 711 )

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CNM(clauset-newman-moore)算法能有效划分网络社区结构,但是对应划分出的社区准确度不高。对此,结合网络结构信息提出了一种改进CNM算法。通过对输入数据进行迭代删边预处理,精简网络结构,将原始网络分为两个子网络,然后将CNM算法应用到子网络,完成社区发现。在五个不同规模数据集上的试验结果表明,改进CNM方法提高了社区发现的质量和精度,社区模块度在小规模的数据集上得到了显著提升。

基于SVM的安卓恶意软件检测

张玉玲,尹传环

2017, 47(1): 42-47. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.1.2016.150

摘要 ( 1176 )

PDF (1961KB) ( 1050 )

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为了有效检测恶意软件,减少恶意软件对安卓平台的安全造成的威胁,在对现有数据集分析研究的基础上,提出概率统计和特征抽取两种策略,分别用这两种策略对提取的特征进行降维处理,减少不确定性数据,再用线性支持向量机(support vector Machine, SVM)分类,模型训练时间缩短为原来的16.7%,并且检测未知恶意软件的准确率明显提高。将该降维策略在其他常用算法上进行试验,结果表明改进后的数据有助于提高这些算法的分类准确率。

高层建筑桩基施工对邻近建筑物的影响

吕国仁,张群,牛奔,高全亭,武照收

2017, 47(1): 48-58. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2016.195

摘要 ( 1506 )

PDF (4410KB) ( 879 )

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为研究高层建筑桩基施工及后期沉降对其相邻建筑物产生的影响,根据现有研究理论建立简化的群桩周围土体位移场的计算公式,并依托工程实例通过简化计算公式计算出古建筑物的沉降值,并与工程实测值进行对比,分析高层建筑桩基对邻近建筑物的影响,同时还验证计算公式的正确性。根据工程实例进行有限元数值模拟分析高层建筑桩基在有筏板和无筏板时桩径相同、不同桩长时的沉降对邻近建筑物的影响程度。通过模拟结果与实测值进行对比分析数值模拟的可行性及正确性。所得结论为济南国际世茂广场顺利施工提供了可靠依据,对具有类似地质地形的情况提供了技术参考。

超大断面隧道软弱围岩控制机制及应用

万利,王春河,王琦,李术才,邵行,江贝,孙会彬,秦乾

2017, 47(1): 59-67. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2016.232

摘要 ( 1331 )

PDF (7177KB) ( 606 )

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为明确超大断面隧道软弱围岩破坏及控制机制,系统开展交叉中隔墙(center cross diagram, CRD)法和双侧壁导洞开挖方法下超大断面隧道软弱围岩控制机制数值试验,对比分析不同强度等级围岩、不同开挖方法在无支护、锚杆支护、H型钢拱架支护和H型钢拱架+锚杆支护四种支护方式下隧道围岩变形、支护构件受力变化规律,并研究超大断面隧道软弱围岩控制机制。同时对H型钢+锚网喷联合支护方式在超大断面破碎围岩隧道进行了CRD和双侧壁导洞两种开挖方法下的现场试验,拱顶沉降分别稳定在27.2 mm和18.7 mm,很好地控制了围岩变形、保证了现场初期支护安全。

混凝土压缩试验的改善及动态损伤

李明,朱召泉,刘琳

2017, 47(1): 68-75. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2016.104

摘要 ( 1265 )

PDF (2573KB) ( 778 )

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为了探求混凝土动态压缩试验入射波形的改善方法,从而进一步研究冲击荷载作用下混凝土动态损伤及力学性能,采用常规的大直径分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar, SHPB)进行混凝土的动态压缩试验。然而入射脉冲的弥散效应和严重的高频震荡现象会对试验结果会产生较大的误差,所以试件在破坏前应力均匀分布要求且保持恒应变率加载是保证试验有效性及试验结果可靠性的关键。通过黄铜整形器改善入射波形以减小试验误差,然后利用理论公式与试验相结合的方式,通过控制变量,进一步研究气压、冲击次数等对混凝土动态损伤的影响。研究结果表明:较薄的小直径实心铜片整形器可以提高试验准确度;随着重复冲击次数的增加,混凝土损伤度逐渐提高,动态弹性模量减小,抵抗冲击的能力减弱。

BFRP层数对加固钢筋混凝土梁抗弯性能的影响

秦子鹏,田艳,李刚,马玉薇,刘乐,张金剑

2017, 47(1): 76-83. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2016.186

摘要 ( 1116 )

PDF (2683KB) ( 589 )

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为了研究不同层数玄武岩纤维布(basalt fiber reinforced polymer, BFRP)对加固钢筋混凝土梁抗弯性能的影响,使用分离式油压千斤顶对梁进行三分点加载试验。分别观测梁底部粘贴1层、2层和3层BFRP时加固梁的破坏形态、开裂荷载、屈服荷载、极限荷载及以上荷载对应的跨中挠度,并与基准梁进行了对比分析。试验结果表明:随着BFRP粘贴层数的增加,梁的破坏形态发生了改变,主裂缝数量减少,开裂荷载、屈服荷载和极限荷载均有不同程度的提高,其中极限荷载分别提高了7.92%(1层)、23.66%(2层)和29.31%(3层),对应跨中挠度也分别降低了14.54%、26.65%和28.81%;粘贴1~2层BFRP时,梁的延性系数有所增大,而粘贴3层BFRP时,延性系数减小;弯曲裂缝的产生和扩展是引起BFRP发生破坏的主要原因;梁的抗弯性能并不与BFRP层数成比例增加,综合来看,采用2层BFRP加固的梁,不仅抗弯承载力和延性得到了较大提高,跨中挠度也大幅下降,具有良好的经济性。

2024铝合金喷丸粗糙度试验与数值模拟

郑林彬,王建明,何讯超

2017, 47(1): 84-89. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2016.140

摘要 ( 1348 )

PDF (3622KB) ( 525 )

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为研究喷丸处理对2024铝合金表面粗糙度的影响,提出一种利用数值模拟预测喷丸粗糙度的有效方法。对铝合金试件进行喷丸处理,测量得到粗糙度特征值Ra。利用有限元软件ABAQUS对喷丸过程建立多丸粒模型并进行数值模拟,基于所提出的Ra离散化计算式,通过对采样路径上节点位移的统计处理,得到R_a模拟值,最后通过改变模型相关参数,分析喷丸参数对粗糙度的影响规律。试验结果表明:模拟值与实测值相对误差分别为16.7%、2.5%、4.3%,两者吻合良好,验证了仿真模型及结果的正确性,另外模拟得出喷丸工件表面粗糙度随丸粒直径的增大而增加;随喷丸速度的增加而增加;随丸粒覆盖率的增大先大幅增长,后增速减缓。

压痕对不锈钢材料表面残余应力的影响

苏成功,刘燕,王威强, 王玉花

2017, 47(1): 90-96. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2016.081

摘要 ( 1287 )

PDF (8386KB) ( 328 )

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为研究自动球压痕过程残留压痕残余应力分布情况,以压力容器常用的奥氏体不锈钢板材S30408、S32168、 S31603 和 S30403为对象,通过常规拉伸试验获得材料的本构关系及自动球压痕试验获得压痕过程的载荷-位移曲线,采用有限元软件ABAQUS进行模拟。试验结果表明:压头卸载后,压痕凹坑底部材料承受的残余压应力达到最大,Mises应力状态下最大残余应力约为700 MPa左右,压痕残余应力影响范围在受压面上大约占球形压头半径的1.3%。同时,对材料施加一定大小的外载荷拉应力,研究残余应力和外载荷共同作用下压痕周围材料的应力分布状况,结果显示最大叠加应力出现在压痕材料堆积区域,但是应力影响区域很小,影响深度为所受影响平面半径的6%以内。

面成型3D打印工艺中投影图像畸变校正技术

贾红帅,赵学进,胡天亮,张承瑞

2017, 47(1): 97-103. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2016.313

摘要 ( 1210 )

PDF (2294KB) ( 650 )

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针对面成型工艺中视图发生器在投影时存在图像畸变的问题,提出一种畸变校正方案,通过图像处理获得投影平面像素点的实际坐标,将模型二维轮廓与像素实际坐标求交,并根据交点信息生成预畸变掩膜图像。同时在加工范围内分区域对不同位置的像素采用线性插值和双线性插值算法,对光辐照度进行均匀化处理。试验结果表明:采用本方案均匀化处理后的辐照度值,极差不超过0.4 mW/cm²,加工零件误差约为0.05 mm,能够有效控制畸变造成的影响,提高面成型工艺加工精度。

汽车液压式主动稳定杆设计及控制算法

孔振兴,皮大伟,王显会,王洪亮,陈山

2017, 47(1): 104-111. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2016.108

摘要 ( 1375 )

PDF (3053KB) ( 661 )

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针对车辆主动侧倾控制问题,基于车辆侧倾与横摆响应特性分析,提出一种液压式主动稳定杆(active stabilizer bar, ASB)系统的设计方案。设计滑模控制算法,以提高车辆的侧倾稳定性。对前、后轴主动式稳定杆的反侧倾力矩进行动态分配,以改善车辆的转向特性。基于MATLAB/Simulink,建立了14自由度整车动力学模型、液压系统模型、路面输入模型等,在典型工况下分别对PID+前馈控制和滑模控制系统进行仿真研究。仿真结果表明:与传统的PID+前馈控制相比,采用滑模控制算法的液压式ASB系统在鲁棒性和适应性方面具有明显优势,有效地改善车辆的侧倾与横摆响应,进一步提高了车辆的侧倾稳定性、行驶平顺性与操纵稳定性。

船用起重机吊重摇摆的动态分析

韩广冬,张桐,陈海泉,王生海,张金男

2017, 47(1): 112-118. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2016.326

摘要 ( 1483 )

PDF (6642KB) ( 734 )

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基于船舶在海浪中的运动导致吊重的摆动问题,利用吊重系统的空间位置关系得到吊重的运动方程,采用拉格朗日方程建立船用起重机吊重系统的运动学模型,使用Matlab/Simulink软件对运动学模型进行仿真建模,根据船舶在规则波浪中的运动,详细分析不同的吊绳长度、激励频率、起落速度下吊重摆动情况,并进行比对。结果表明:吊重的摆角随绳长的增加呈现出先增加后减小的趋势;吊重的摆幅随着激励频率不断接近系统固有频率而增加;提高起升速度对吊重的摇摆有增强作用,提高下降速度对吊重的摆角有抑制作用。通过搭建试验平台进行试验,试验结果验证了仿真结果的准确性。

混合动力汽车动力总成试验台设计与开发

陈玉成,孙强,苗强,白书战,李国祥

2017, 47(1): 119-124. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2016.121

摘要 ( 1382 )

PDF (2033KB) ( 602 )

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为开发混合动力汽车能量管理策略,基于模块化思想,设计开发单轴并联式混合动力汽车动力总成试验台。通过整车工况分析,合理选取动力部件参数,完成试验台动力总成搭建;基于整车传动系统,分析不同工作模式下的能量流,结合车辆行驶阻力公式,建立阻力模拟模块;基于整车控制器和动力单元控制器构建控制网络,控制网络通过CAN总线与各部件进行通讯。试验结果表明,实际车速能够较好地跟随目标车速,数据采集频率和误差符合设计要求,试验台能够实现整车工况模拟与瞬时工况测量。

圆形烟风道支座与加固肋匹配特性

祁金胜,安春国,柏洁, 王湛

2017, 47(1): 125-130. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2016.264

摘要 ( 1266 )

PDF (4906KB) ( 670 )

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采用有限元数值计算的方法,对圆形烟风道的鞍式支座与环形加固肋的匹配问题进行分析,确定了鞍式支座与加固肋的最优匹配方式。试验结果表明:单纯使用鞍形支座,容易导致道体和支座接触区域的应力集中,最大应力值远超许用应力;在支座附近设置重肋,可以有效降低形变并提高屈曲系数,但是难以降低最大应力。将支座设置在重肋下方,不仅可以大幅度降低形变,屈曲安全系数也最高,同时能够大幅度减小支座与加固肋接触区的应力,可以满足长期使用的安全性要求。支座包角对应力集中和屈曲特性的影响较小。

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