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关键词： 航天器姿态控制   动态禁区   水滴形势函数   人工势场法   避障路径规划  

摘要： 针对航天器需实时规避多个动态禁止指向区域的技术难题，提出了基于水滴形排斥人工势函数的姿态轨迹规划方法。区别于传统将天体视为静止禁区的假设，聚焦深空探测器规避微流星体撞击和低轨卫星避免高轨卫星光反射干扰等典型场景，通过分析微流星体超高速特性及卫星间相对角速度差异，构建了准确描述禁止指向约束动态演化的数学模型。突破传统圆形均匀排斥势场局限，提出水滴形自适应势函数，根据航天器与禁区的接近角度实时调整势场强度分布，在威胁方向增强排斥、远离方向适当减弱，避免过度保守；引入基于历史状态的运动趋势预测函数，通过分析相对运动特性实现风险预判和主动规避；设计排斥势函数系数正负可调的短路径绕行策略，使航天器能灵活选择远离式避障或贴边绕行模式。通过单/多敏感器和单/多动态禁区等复杂场景仿真验证，结果表明：所提方法在避障成功率、路径优化和能量消耗等关键指标上均优于传统方法，显著提升了航天器在动态环境中的预见性和避障性能。研究成果为解决动态约束下的航天器姿态控制问题提供了新的理论基础和实用化技术方案，对提高航天器自主避障能力具有重要工程应用价值。

关键词： 高速飞行器编队   有限时间   性能函数   驻留时间   编队切换  

摘要： 针对高速飞行器编队队形切换系统，本文提出了一种基于性能函数的有限时间控制方法，以实现高速飞行器编队在动态任务场景下快速稳定切换队形。首先，建立了包含领导者和跟随者的编队动力学模型，并设计了一种新型的基于有限时间的协同控制器，从而保证在每一模态下快速收敛至期望队形。其次，为应对任务变化引发的编队切换，引入了性能函数与驻留时间联合判断机制。该机制通过实时评估系统状态，并结合驻留时间约束，确保仅当系统状态满足性能要求且驻留时间条件得到满足时，才触发队形切换，以有效保障切换过程的平滑过渡及全局稳定性。最后，通过仿真结果验证了此编队切换方法的有效性与可靠性。

关键词： 蠕变   连续介质力学   近场动力学   多尺度分析   多尺度建模  

摘要： 蠕变行为的时间依赖性、多机制耦合及损伤演化预测是高温结构安全评估的核心挑战。本综述系统回顾了从连续介质力学到近场动力学的多尺度分析方法研究进展。传统连续介质力学基于物理机制的本构模型与连续损伤力学，实现了应力-温度-损伤的耦合表征，但在处理非连续断裂、局部化问题及多场耦合时存在局限。近场动力学通过非局部积分形式突破连续性假设的瓶颈，自然描述裂纹萌生与扩展，并结合分数阶理论、多机制损伤准则及高效算法，显著提升了蠕变-疲劳-腐蚀协同演化预测能力。然而，其在微观机制的显式嵌入、跨尺度参数传递的可靠性以及三维计算成本方面仍面临挑战。为此，本文最后提出构建“宏观连续介质力学+局部近场动力学+微观机制模型”分层协作多尺度框架的研究思路，旨在推动蠕变寿命预测向机制驱动、断裂显式、计算高效的新阶段发展。

关键词： 大悬臂连续箱梁   拼宽桥   连接构件   有限元模拟   实桥测试  

摘要： 以女姑口大桥改造工程为工程背景,通过数值模拟与实桥测试相结合的方式，研究大悬臂连续箱梁拼宽桥连接构件受力特性。采用有限元软件Midas Civil、Abaqus建立全桥与局部精细化数值模拟,分析拼宽桥梁在不同工况下的受力情况，得出最不利工况，进而进行局部受力分析。对箱梁和横肋进行应变观测，获取其应力分布与传力分布。对比分析实桥数据与计算模型分析结果显示，横肋顶面顺桥向压应力由两端向中部递减，呈对称分布；榫卯结构应力极值为21.56 MPa，集中于横肋侧面邻近的两根钢筋中部；套箍构件应力极值为71.43 MPa，位于顺桥向两侧竖向钢筋中部，对应箱梁与横肋接触界面；原主梁在拓宽后，正弯矩区极值普遍降低而负弯矩区绝对值小幅增大；偏载作用下，拼宽桥梁传力分布与居中荷载作用下基本一致，但应力显著增大。

摘要： 12月2日,青岛市政府新闻办召开高质量完成"十四五"规划系列主题新闻发布会(第一场),介绍"十四五"时期青岛市经济社会发展主要成就. 从经济总量看,青岛地区生产总值连续跨越五个千亿级台阶,预计今年将突破1.7万亿元,年均增长5.9％,增速居同类城市前列.2024年,全员劳动生产率达到31.1万元/人,年均增长6.4％,明显高于生产总值年均增速.

关键词： 簇状植被   断面时均流速   雷诺应力   湍流动能   湍流功率谱密度  

摘要： 连续弯曲水流的湍流特性不仅与河道形状密切相关，还受到广泛分布于河道中的簇状植被的显著影响。这些植被改变了水流的水力特性，进而影响泥沙输移和河床演变。为深入探讨这一现象，通过室内水槽试验，系统地测量了簇状植被存在前后研究区域的三维速度场，重点分析断面时均流速、雷诺应力及象限分析、湍流动能和湍流功率谱密度的分布规律。研究旨在揭示簇状植被对连续弯曲河道内水流湍流特性的具体影响。研究结果表明，簇状植被显著扩大了高流速区域，同时缩小了低流速区域，导致流速分布的不均匀性增加，并进一步打破了纵向流速的垂向分布规律，使其明显偏离“对数型”分布。此外，植被的存在增加了整体的湍流动能，尤其对弯顶及弯道后半段的影响显著，弯顶处形成了高能量涡团。水槽曲率的变化对主导象限流态产生了决定性的影响，植被仅在一定程度上加剧了象限流态变化程度。无植被时的湍流功率谱密度在垂向上具有不变性，而植被的存在导致湍流功率谱密度随水深的变化而发生不同程度的变化，且整体湍流功率谱密度显著低于无植被时的情况。这些发现揭示了簇状植被对河流动力学的深远影响，通过优化植被配置，可以有效调节河流流态，保护河床，增强河流的生态功能，从而实现河流生态系统的健康与稳定，促进可持续发展。

关键词： 磁性连续体机械臂   结构设计   精准控制   神经网络  

摘要： 磁性连续体机械臂以其无缆化、灵活性和生物相容性等突出优点，在医疗手术、微创介入、狭小空间作业等领域展现出广阔的应用前景。然而由于其连续变形特性以及机械臂形变与外加磁场之间的非线性关系，导致难以实现精准控制。本文设计了一种硅胶与磁块交替连接的机械臂结构，提出了一种基于深度学习的数据驱动控制方案，绕过复杂物理建模，通过末端执行器与控制信号之间的一一映射关系，构建了一个包含6个隐藏层的深度神经网络(deep neural network，DNN)模型，该模型在跟踪“皇冠”和“无穷”路径时，平均轨迹偏差分别为0.07mm和0.06mm，重复性测试偏差低于0.06mm，验证了其控制的准确性与稳定性。本研究为磁性连续体机械臂的精准控制提供了新思路，对智能医疗设备等领域的发展具有重要意义。

关键词： 单晶硅   连续直拉法   多层坩埚   热场结构   颗粒硅   液态硅  

摘要： 光伏产业的迅猛发展，特别是对大尺寸、低缺陷、高品质单晶硅片需求的急剧攀升，对现有晶体生长技术提出了严峻挑战。连续直拉（CCZ）法通过创新的多坩埚结构与颗粒硅结合，成功实现了原料连续添加与晶体生长的同步进行，打破了传统多次投料复拉（RCZ）法因间歇装料导致的效率限制。其理论生产效率较RCZ可提升约50%，因此被广泛认为是引领下一代单晶硅制备、极具产业化前景的革命性技术。本文系统论述了CCZ工艺原理，详细对比分析了其相较于其他主流拉晶技术的优势与局限性。在此基础上，系统总结了当前CCZ技术在核心环节（坩埚结构优化设计、热场分布精准调控及连续加料技术）的创新进展，深入剖析了该技术在材料品质提升、成本控制及规模化生产方面所展现的核心优势与面临的主要挑战。最后，对CCZ技术未来的重点优化方向进行了展望。

关键词： 道路工程   变形破坏特征   数值模拟   碎石桩   土工织物   细观组构  

摘要： 土工织物包裹碎石桩因涉及碎石颗粒与土工织物的复杂相互作用,其变形破坏模式及机制在既有研究中仍不够明确。本文基于离散-连续介质耦合数值方法建立织物包裹碎石桩模型,通过与模型试验结果对比验证数值方法的合理性,研究其在三轴试验条件下的变形破坏特征,探究宏观变形破坏特征与细观组构演化规律的关联,分析不同织物模量与抗拉强度对包裹碎石桩力学特性的影响,揭示织物包裹碎石桩的力学作用机理。研究结果表明:织物包裹碎石桩的约束作用最初由围压单独提供,随着加载的持续进行,织物的约束作用逐渐显现,并在碎石试样达到临界状态时成为主要约束;随后织物因达到抗拉强度而破裂,包裹碎石桩承载力迅速下降。配位数、孔隙率与力链网络的演化对应碎石试样与织物相互作用的不同阶段,分别包括:初始压密段、转换段、临界剪胀段及峰后破坏段。织物抗拉强度与包裹碎石桩峰值强度呈线性正相关,且桩体峰值强度随围压增大而提高;桩体鼓胀程度随着织物抗拉强度的增大而加剧;织物模量增大显著提高桩体在临界剪胀阶段模量,且呈线性正相关,而桩体临界剪胀阶段模量表现出围压不敏感性;同时桩体鼓胀程度会随着织物模量的减小而加剧。

关键词： 大悬臂连续箱梁   横向拼宽桥   连接构件   有限元模拟   实桥测试  

摘要： 为研究大悬臂连续箱梁横向拼宽桥连接构件受力特性,以女姑口大桥改造工程为研究背景,采用有限元软件Midas Civil和Abaqus分别对全桥和局部进行精细化数值模拟,分析横向拼宽桥梁整体模型在部分受力、恒载组合、运营状态3种工况下的受力情况及拓宽前后桥梁所受弯矩变化,分析局部构件模型在运营状态下所受应力。对箱梁和横肋进行应变监测,对比分析实测应力与有限元模型分析应力。研究结果表明:1)运营状态为最不利工况,在此工况下,左、右幅箱梁的应力极值均位于第2跨与第15跨跨中区域。2)取出现最大应力和最大竖向位移的第15跨建立局部精细化模型,加载后分析横肋、榫卯、套箍在运营状态工况下的应力,横肋顺桥向、横桥向压应力对称分布,顺桥向应力从两端向中部区域递减,端部最大压应力为-5.4 MPa,最大拉应力为0.42 MPa,横桥向应力从中部向两端递减,中部最大压应力为-5.5 MPa,最大拉应力为0.39 MPa。3)在运营状态工况下,榫卯连接钢筋的应力极值出现在靠近横肋侧壁的中部区域,5#榫卯承受最大应力21.56 MPa;套箍应力对称分布,顺桥向两侧竖向钢筋的中部区域出现应力极值,4#套箍承受最大应力71.43 MPa,10#套箍承受最小应力35.65 MPa。4)拓宽后的桥梁结构整体刚度增大,荷载传递路径变化,原主梁在运营状态工况下的弯矩分布明显改变,正弯矩区最大弯矩普遍减小,负弯矩区最大弯矩的绝对值小幅增大。5)第15跨左箱梁的顶板和底板纵向实测应力与有限元模型应力相近,横肋底面实测应力与有限元模型应力在L/4、L/2、3L/4处相差较大。