本发明提供了一种基于摄动随机有限元的随机动载荷识别方法，对含不确定性参数的结构开展同工况下多次模态试验，计算其不确定性刚度、质量和阻尼矩阵，对不确定性刚度、质量和阻尼矩阵进行展开，计算格林函数矩阵，建立基于摄动随机有限元的不确定性动力学模型，测量随机动载荷作用下含不确定性参数结构的随机位移响应样本，利用随机位移响应样本均值识别结构上所受随机动载荷的均值，计算仅考虑动载荷随机性引起的随机位移响应协方差的近似值，识别获取随机动载荷的统计特征。利用本发明方法，可以同时考虑动响应、结构系统和动载荷的不确定性，利用实测动响应样本识别获取结构动载荷的统计特征，可以为工程结构提供丰富的动载荷信息，更有利于工程结构的安全评估和优化设计。

强度和韧性的“倒置关系”是材料研究领域长期存在的难题。大量的实验表明，随着金属材料内部晶粒尺寸的降低，在强度获得提升的同时，韧性将大打折扣。目前，广泛采用的高强材料韧化策略有：（1）改变组分，通过引入和调整材料的多种主要元素，同时激活多种塑性变形机制，高熵合金材料就是采用这种思路；（2）改变微结构，在材料内部引入一种或多种梯度分布的微结构，避免由于特征长度突变带来的性能突变，有效克服金属材料强度和韧性的失配问题，这种材料被称为梯度纳米结构材料。 图1 梯度结构金属材料的类型（摘自：李毅，梯度结构金属材料研究进展，中国材料进展，2016, 35: 658-665）人工制备的梯度纳米金属结构主要包括以下几种：梯度晶粒，梯度位错，梯度孪晶，梯度固溶物，梯度相，以及包含两种以上的梯度混合结构。在已经发展成熟的金属材料内部引入梯度纳米结构，可以进一步提高其强韧性匹配能力。例如，通过表面研磨处理（SMAT）在孪晶诱发塑性（TWIP）钢表面引入大量的塑性变形，使其表面晶粒细化，随着深度的增加，晶粒细化的程度逐渐降低，同时塑性变形也会导致位错演化和孪晶的产生，因此在TWIP钢内部形成了包含梯度晶粒，梯度位错和梯度孪晶的梯度混合结构。这种梯度纳米结构TWIP钢的强度可以提升50%，断裂应变仅从60%下降到52%，具有更高的强韧性匹配能力。目前，关于梯度纳米结构TWIP钢的研究集中于实验，反映物理机制的本构模型研究还鲜见报道。西南交通大学力学与工程学院张旭教授与德国马普钢铁所、中国钢铁研究总院等机构开展合作，指导博士生陆晓翀发展出考虑位错滑移和变形孪晶等物理机制的微结构尺寸相关晶体塑性本构模型。依托DAMASK平台将该模型移植有限元，并对梯度纳米结构TWIP钢的单轴拉伸变形行为展开模拟，揭示了其微结构演化与宏观性能之间的关系，量化了不同梯度结构对材料强韧性的贡献。相关研究工作已在金属材料与固体力学交叉领域顶级期刊《International Journal of Plasticity》上在线发表，论文题目为Crystal plasticity finite element analysis of gradient nanostructured TWIP steel。 论文链接： https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2020.102703作者首先使用不同晶粒尺寸Fe-15Mn-2Al-2Si-0.7C (wt.%) TWIP钢的单拉实验数据验证该模型的合理性，结果表明该模型对不同尺寸下的应力应变响应和应变强化行为都可以较好地描述，特别是细晶TWIP钢硬化率曲线中的up-turn效应。通过对内变量演化的分析及对比性模拟，作者发现这种up-turn效应源自于细晶中显著的背应力。 图2 对比不同晶粒尺寸TWIP钢的单拉实验和模拟结果由于梯度纳米结构TWIP钢的微结构十分复杂，晶粒数目众多，通过采用三维均匀化方法，建立了宏观试样尺寸的有限元模型。通过对每层单元赋予不同的晶粒尺寸，初始位错密度和孪晶体积分数，离散地描述材料内部微结构的梯度分布，并通过梯度网格划分方法进一步减少单元数目。对于材料表层微结构变化剧烈的区域，采用密度较高的网格，以保证更加精确地描述微结构的梯度变化。 图3三维均匀化方法示意图作者利用发展的晶体塑性模型，对均匀和梯度纳米结构的Fe-10Mn-0.5C-3Ni (wt.%) TWIP钢的单拉变形行为进行模拟。结果表明，在合理描述均匀结构TWIP钢应力-应变响应的基础上，通过引入微结构的梯度分布，无需修改任何参数就可以较好地描述梯度纳米结构TWIP钢的单拉力学行为。通过对比变形云图，作者发现均匀和梯度纳米结构TWIP钢的表面都会变的粗糙不平，但梯度纳米结构的表面粗糙度更加明显，产生的应变局域化形成了两个凹陷区，且凹陷区在垂直于平面方向也会发生收缩。随着深度的增加，收缩程度逐渐降低。通过对比性模拟，作者发现表面凹陷区的出现就是梯度纳米结构TWIP钢韧性略微下降的原因。而应变局域化的产生与表面纳米层晶粒的应变强化能力有关，提高表面纳米晶的硬化能力，就可以抑制表面凹陷区的出现和韧性的下降。此外，作者通过分析不同层位错密度的演化，进一步证实了上述观点。作者还通过对比性模拟量化了不同梯度结构对材料强韧性的贡献。结果表明：强度的提升源于梯度位错结构，梯度晶粒和梯度孪晶结构有助于保持材料的应变强化能力。 图4 均匀结构和梯度纳米结构TWIP钢的模拟结果对比分析。

本发明公开了一种基于谱随机有限元模型的随机动载荷识别方法。本发明的方法包括步骤：Ｓ１、对含不确定性参数的结构开展同工况下多次模态试验，建立不确定性系统的谱随机有限元模型；Ｓ２、测量随机动载荷作用下含不确定性参数结构的随机动响应样本；Ｓ３、利用随机动响应样本均值识别结构上所受随机动载荷的均值；Ｓ４、利用识别的随机动载荷均值求解仅考虑系统参数不确定性时的结构随机动响应协方差；Ｓ５、计算仅考虑动载荷随机性引起的随机动响应协方差的近似值；Ｓ６、识别获取随机动载荷的统计特征。本发明能够同时考虑了动载荷和系统参数的不确定性，利用实测结构动响应样本，识别结构系统上作用随机动载荷的统计特征。

1. 项目概述有限元法已经成为当今工程问题中应用最广泛的数值计算方法。ANSYS软件是经全国锅炉压力容器标准化技术委员会推荐的用于压力容器及管道强度评定分析的集结构、热、流体、电磁、声学于一体的大型通用有限元商用分析软件包。本项目应用ANSYS软件对各种复杂结构及载荷作用下的压力容器及管道进行有限元应力分析及强度评定。目前，已拥有下列结构的参数化有限元分析技术：A. 固定管壳式（含膨胀节）换热器及U形管换热器分析设计；B. 承受管道附加载荷的设备接管局部应力分析设计；C. 卡箍连接快开门结构应力分析；D. 制冷装置蒸发器、冷凝器分析设计；E. 考虑地震与风载荷的立式反应器及塔设备支座热应力分析；F. 灭菌柜设备门封头组件分析设计；G. 纺丝装置加热箱箱体分析设计；H. 刮膜式薄膜蒸发器结构分析设计；另外，在对含缺陷结构进行有限元应力分析的基础上，对压力容器及管道进行缺陷评定。2. 技术优势拥有全国锅炉压力容器标准化技术委员会颁发的压力容器SAD（应力分析设计）审核资格及常规一，二，三类压力容器审核资格，拥有正版ANSYS结构分析软件，从技术上为压力容器及管道强度评定技术提供保障。3. 技术水平传统的有限元单向建模—校核评定过程分析工作量大，设计周期长，参数化有限元分析技术是有限元分析的高级技术，本项目开展的压力容器及管道参数化有限元技术有效地提高产品设计质量和效率，提高企业开发创新和快速响应市场的能力。

有限元法已经成为当今工程问题中应用最广泛的数值计算方法。ANSYS软件是经全国锅炉压力容器标准化技术委员会推荐的用于压力容器及管道强度评定分析的集结构、热、流体、电磁、声学于一体的大型通用有限元商用分析软件包。本项目应用ANSYS软件对各种复杂结构及载荷作用下的压力容器及管道进行有限元应力分析及强度评定。目前，已拥有下列结构的参数化有限元分析技术：（1）固定管壳式（含膨胀节）换热器及U形管换热器分析设计；（2）承受管道附加载荷的设备接管局部应力分析设计；（3）卡箍连接快开门结构应力分析；（4）制冷装

成果简介工程车是一个工程建设的主干力量， 由于它们的出现才使工程的进度倍增，大大减少了人力。 混凝土搅拌车与泵车是工程建设中运用最广泛的工程车。 混凝土搅拌车在使用过程中， 会经历加速、 减速、 急刹车、 转弯、 上坡以及行驶在不平路面等各种工况， 这使得混凝土搅拌车在使用过程中会承受各种复杂载荷， 车架及薄弱环节易产生开裂； 混凝土泵车工作环境恶劣， 移动频繁， 在浇注过程中臂架姿态复杂多变， 易造成各臂架之间联接件的破坏。 因此对混凝土搅拌车与泵车等工程车整车及关键结构件静动力特性

集成3D模型、视频、图片等各种素材，提供场景编辑、交互流程设定、渲染等功能，以实现3D模型自动重建的目标。 利用人工智能技术，构建模拟计算的算法和模型，根据数据实时进行仿真计算。 上传一张图片，可以在1分钟以内快速生成三维模型素材。 上传一段视频，可以在1个小时以内快速生成精细纹理三维模型素材。 支持本地化部署，支持分布式部署建模，支持大批量用户同时在线访问。 可实现实体设计、草图绘制、参数化建模和模型编辑功能。 支持导入*.glb、*.stl、*.obj、*.gltf格式模型。 可输出*.glb、*.stl、*.obj、*.gltf格式模型。 全方位的3D场景，上下、左右、前后360度观察模型所在环境，展示效果更逼真。 可以通过造型表面上的多个点来控制造型变形； 可对造型进行扭曲、折弯、锥度等多种变形处理。 可实现边学习边实操的教学模式，支持创建学习资源或教学课件。 可直接在软件里拖曳云盘中的三维模型，也可以将软件中模型直接上传到云盘。 系统采用PBR材质，基于物理的着色技术，最大程度还原工作环境，提高用户沉浸感； 采用LOD技术处理复杂场景的绘制，使软件运行更加流畅，分层级处理系统渲染效果； 采用三维模型构建场景及物体，物体多边形面数(poly)控制在≤30 万面，基础包大小＜50MB，支持多种分辨率(1280×720，1600×900，1920×1080)确保用户体验； 实训场景内模型无闪面、重面、破面，不能有多边面，保证场景演示无闪烁现象； 场景烘焙无曝光过度，无黑边现象，采用PostProcess进行场景后处理，真实逼真； 虚拟人物满足人设需求，着装符合角色身份； 虚拟人物能自主控制，具有多种动作，动作自然，可模拟操作主要过程；

　　苏州仪元科技有限公司（SIE）坐落在风景秀丽的苏州城区。原名苏州仪表元件厂，始创1958年，国家机械工业部直属企业。公司注册资本1522万元，资本总额6000万元。 　　根据产品的服务领域，SIE下设6个分厂，1个研究所，2个外企配套加工基地。并同日本松下电器集团，日本沙迪克集团分别成立合资企业。另设深圳分公司及商务所，北京分公司，香港办事处。 SIE以高品质、高效率、高信誉为经营目标；以人为本、严格计划、精细管理；倡导良好的企业文化，致力于把公司建设成为员工之家、客户之家，努力推进企业生产经营同国际市场相接轨。 　　历经40余年市场锤炼，SIE现已发展成为资源有保障，品牌有市场，研发力量雄厚，生产检测装备先进，具有多元化产业特色的高新技术企业。我们将继续遵循"对客户负责，为社会发展作贡献"的公司经营方针，竭诚为海内外客户服务。

由于大尺寸焊接结构尺寸较大、结构复杂，所以其有限元建模过程难度较大，利用计算机编程技术对整个建模过程进行参数化设计，将复杂的结构转化为典型的简单结构，使得整个有限元仿真过程更加简单、效率更高。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 由于大尺寸焊接结构尺寸较大、结构复杂，所以其有限元建模过程难度较大，利用计算机编程技术对整个建模过程进行参数化设计，将复杂的结构转化为典型的简单结构，使得整个有限元仿真过程更加简单、效率更高；同时有限元分析对网格模型的要求高，需要在保证计算精度的前提下保证计算效率，使用网格过渡技术，保证热源影响大的区域使用精细的网格，热源影响小的区域使用较粗的网格，从而达到相同网格条件下更精确地计算结果与更高的计算效率。例如《大型复材工装焊接工艺研究》项目，针对大型复合材料结构件Invar合金模具手工电弧焊焊接工艺进行研究，采用高效建模的手段对研究对象进行模拟分析，降低时间与材料等方面的成本。采用实验与仿真并行，理论分析、实验研究、仿真分析相结合的技术路线开展 Invar 合金试板件手工焊接工艺参数探索。 三、创新点及主要技术指标 创新点：参数化建模，缩短建模周期；采用非均匀过渡性网格以控制计算量，在保证计算精度的前 提下压缩计算量，采用多 CPU 并行计算以提高计算效率。 技术指标：建模效率提高 30%，计算效率提高 30%。 四、知识产权及获奖 论文10余篇，其中典型示例如下： Modeling and simulation of the columnar-to-equiaxed transition during laser melting  deposition of Invar alloy Stochastic Modeling Columnar Dendritic Grain Growth in the Weld Pool of Al-Cu alloy 专利： 基于精准能量分配的激光-电弧复合加工的能量分配系数模型的构建方法 一种焊接过程气孔形成与演变的二维计算机模拟方法

北京德元国际科技有限公司是一家集设计、研发、生产、销售的综合性企业，以河北、上海、江苏等地为生产基地，生产经营仪器仪表设备、科研试剂，拥有实验技术平台，打造了网络销售平台，在国内外有广大的客户群体。 2009年1月20日，北京德元国际科技有限公司成立。 2009年8月，德元国际机电设备部成立，自产产品作为援外产品出口。 2010年初，德元国际仪器产品部成立，研发生产科研设备产品，以电泳产品、超声波清洗器为主体。 2011年，德元国际试剂技术服务部成立，建立科研实验室，开展科研试剂及实验技术服务。 2012年，实施多品牌战略，仪器、试剂、耗材等 2013年，为满足客户需要，试剂产品全面升级。 2014年，机电设备部独立核算，德元国际以生产研发科研产品及科研试剂为主体。 2015年，以超声波清洗器为基础，开发样品处理设备，超声细胞粉碎仪，高通量研磨仪，相继研发成功！ 2016年，通过资本运作，增加科研设备生产品种，冷冻系列产品，箱体系列产品，相继研发成功！ 2017年，混匀孵育产品相继开发成功，漩涡混合仪，金属浴，氮吹仪等产品 2018年，整合销售体系，统筹生产品种，形成样品处理家族产品、冷冻家族产品、箱体家族产品、电泳家族产品及相关试剂！ 2019年，基因导入仪，掌上离心机，微孔板离心机等产品问世，其他系列产品不断完善！ 2020年，样品前处理，超声波家族，电泳家族，混匀孵育家族等继续完善发展，产品多样化，系列化！ 样品处理家族：高通量组织研磨仪，核酸提取仪、冻干机、离心浓缩仪 超声波家族：  超声波细胞破碎仪，一体式破碎仪，工业级超声波破碎仪，超声波分散仪，超声波反应釜 混匀孵育家族： 金属浴、氮吹仪、漩涡混匀仪、掌上离心机、多孔板离心机，摇床 电泳家族： 水平电泳系统、垂直电泳系统、毛细管电泳系统、成像系统、酶标洗板、PCR、基因扩增仪、DNA打断仪 企业目标：成为全面的综合服务供应商 企业文化：厚德载物 开创新元 北京德元国际科技有限公司愿与世界各地有志于开拓国际市场的朋友携手共进，公司将永远遵循国际贸易法律法规和惯例，一如既往地遵循平等互利，重约守信的原则精诚合作，为德元走向世界，成为全面的综合服务供应商而不懈努力！