埋地热输管线的内力和应力计算的进一步研究——弹性抗弯铰模型校核之二

前言 大口径埋地弯头温度升高以后所引起的内力和位移,文[1]用有限元法计算了φ1020各种不同弯头的位移、内力和应力,文[2]用材料力学方法在假设弯头为弹性抗弯铰的前提下计算了φ720弯头的位移及内力。本文对这两种方法计算结果的差异进行分析,进而说明这两种计算方法的合理性。同时,进一步分析影响弯头位移、内力和应力的各主要因素,供管道设计部门参致。     

海上采油立管的动力分析

本文应用线性波理论,通过波浪叠加法,探讨了海洋平台油气生产立管系统的动力性质。应用线性化的Morison方程计算作用于立管的波浪力,包括随机波和规则波两种情况。有限元方程的求解是通过模式叠加方法在时域内进行的。分析了波力单独作用及由波力和平台位移共同作用下立管的两种动力响应情况。介绍并比较了所得到的数值结果,包括位移、扭矩和弯矩等数据。结果表明,本文所提出的分析方法是可行的,计算机程序则可为立管的强度设计提供方便。     

柔性机械手设计与夹取力动态特性仿真分析

设计了一种以驱动位移控制进行夹取力控制的柔性机械手,基于有限元软件ABAQUS及动力学仿真软件ADAMS,建立了柔性机械手的动力学模型.以不同尺寸的草莓为夹取目标物,对柔性机械手夹取过程进行动力学仿真分析,得到了夹取力随驱动位移量的增加呈线性增加的变化规律,同时获得了驱动速度与瞬时接触夹取力的关系曲线.在此基础上,对柔性机械手样机进行实验分析,结果表明:通过控制驱动位移量及速度进给,机械手能够实现对目标物草莓的无损夹取.该柔性机械手基于柔顺机构特性,无需复杂的传感反馈系统,即可实现对浆果类易损果实的快速抓取,为农业自动化收获机器人末端装置设计提供了一个新思路.     

取代基效应对N-(2-羟基苯亚乙基) 苯胺碳核磁共振化学位移的影响

合成了一系列N-(2-羟基苯亚乙基)苯胺2-OH-XAr(Me)=NAr Y化合物,以核磁共振1H氢谱和~(13)C碳谱确定其结构,指认出桥基C(Me)=N上碳的化学位移δ_C[2-OH,C(Me)=N],定量研究取代基效应对δ_C[2-OH,C(Me)=N]的影响.得到一个4参数定量方程,相关系数R为0.940 1,较好地表达了δ_C[2-OH,C(Me)=N]的变化规律.结果表明:该类化合物化学位移δ_C[2-OH,C(Me)=N]由取代基基态极性参数σ(X)与σ(Y),激发态取代基参数(Y),基团X和Y之间的特殊交叉作用~2等共同表达.通过δ_C[2-OH,C(Me)=N]与二取代-氮(苯亚乙基)苯胺衍生物XAr C(Me)=NAr Y桥基C(Me)=N上碳化学位移δ_C[C(Me)=N]的比较发现:化合物2-OH-XAr(Me)=NAr Y受分子内氢键的影响,这2类化合物桥基上碳的化学位移之间没有良好的线性关系.因而,在应用NMR谱图解析有机化合物分子结构时,不能简单地用δ_C[C(Me)=N]的变化去类比δ_C[2-OH,C(Me)=N]的变化.     

Toda晶格中孤立波的能量分配

对Toda晶格中单孤立波的粒子运动速度、位移及相邻粒子的相对位移进行了详细的讨论,从而得到了其间的联系,得出了单孤立波的动能及势能的表达式。当孤立波较弱时,势能大于动能;当孤立波较强时,动能大于势能。     

功的互等定理与位移叠加原理的等价性

本文证明了在单位力基本系统与真实系统之间应用功的互等定理时,功的互等定理等价于位移叠加原理,这个等价性为推广功的互等定理的应用提供了理论基础。本文还证明了Castigliano位移方程[2]可用以求解变形体内的位移。     

液化天然气项目取水结构整体物理模型试验

对深圳液化天然气(LNG)项目取水箱涵采用1∶36.5缩比进行各种水位与不规则波组合作用下的波浪物理模型试验。观测取水口戽头、方涵及围护结构的稳定性,并对原设计方案进行优化,采用FL-NH型运动测量系统测量取水戽头及引水方涵的位移量;并测量取水口戽头及第一节方涵的波压力,得到戽头及第一节方涵所受到的波浪力。结果表明:随着水位的降低,各点测得的波压力和波浪力呈现出明显增大的趋势;取水量对取水戽头的稳定和波压力影响较小,围护结构对波压力影响较大。     

陡坡矩形渠道急流的水面曲线

1.　引言 高水头水力枢纽的　洪面布置是非常重要的,一般情况下常常引用溢洪道,关于溢洪道的水力计算,在某些问题上解决得并不能令人满意。因为在急流的情况下会有某些特有现象发生。例如有时会有含氢现象、有时有滚波、通常最常见的斜波。1938年左右依本[1]和纳谱等人引用了处理气动学上的斜波。1940年勃里斯卫克[2]却用此方法来处理空间水路问题,从现象上来看斜浪似乎仍然可以看作微弱　动叠加的结果。从这方面已被安格隆德的计算[3]所证实,但是在计算过程中,有很多的假定,例如是平底无阻力无旋等条件。本文从一般的平面水力学的基…     

罕遇地震下薄壁带肋箱型钢桥墩抗震性能试验

为研究薄壁带肋箱型截面钢桥墩在罕遇地震作用下的非线性抗震性能,通过MTS伺服加载系统进行了3根试件的拟动力试验。试验采用了日本阪神地震中不同场地类型下的地震动时程(JMA波、JRT波、PKB波),得到了不同工况下试件的位移时程曲线、荷载—位移滞回曲线和累积滞回耗能时程曲线。试验结果表明:对于文中所采用的薄壁带肋方型截面钢桥墩试件,罕遇地震作用下3个试件的塑性铰位置均出现在底部,且均未出现剪切破坏现象;3根试件所对应的地震波输入工况中,JMA波作用下试件的损伤程度和位移响应均为三者中最小,PKB波作用下试件的损伤程度和位移响应最大,JRT波作用下试件的累积滞回耗能最大;试件的最大位移响应与输入地震波的峰值加速度大小并非绝对相关,还与地震波的输入能量、反应谱的特征周期等其他特征有关。     

大位移井钻柱正弦屈曲临界力分析

大位移井是指井的位移与井的垂深之比等于或大于2的定向井;钻柱在受压发生螺旋屈曲后,从杆柱上取一微元体进行正弦屈曲临界力分析。     

基于传递函数和指端脉搏波的桡动脉脉搏波重建

桡动脉脉搏波的检测方法易受人体运动影响,因此提出了传递函数法通过指端脉搏波来估计桡动脉脉搏波.首先,通过分析窗宽和模型阶次建立指端脉搏波到桡动脉脉搏波的传递函数FIR模型;然后,使用测试数据评估模型对桡动脉脉搏波估计的精度.通过对10个受试者10d的样本数据进行分析处理,发现估计的桡动脉脉搏波与实测的桡动脉脉搏波最佳波形匹配度均在70%至92%范围内.结果表明使用传递函数法可以实现对桡动脉脉搏波的初步估计,该方法的提出为桡动脉脉搏波的检测提供了一种更简便的手段.     

风浪流耦合作用下跨海斜拉桥减振措施

为减小施工期间风浪流耦合作用下跨海大跨度桥梁的不利振动,提出了多种结构性减振措施,针对主跨720m三塔斜拉桥最不利施工状态,开展了波浪作用和风浪流耦合作用下桥梁动力响应分析,对比了不同减振措施的减振效果,分析了减振措施相关参数对其减振性能的影响规律。结果表明：针对可引发共振的规则波浪作用,采用“合龙前梁端连接临时钢索”的减振措施可以有效减小主梁端部竖向位移和塔梁交接处的塔柱横向弯矩,减振率分别为61.1%和30.2%;针对风浪流耦合作用,采用“钢箱梁横桥向倾斜设置临时钢索”的减振措施可以有效抑制主梁端部的竖向位移、横向位移和塔梁交接处箱梁横向弯矩,减振率分别为38.9%、15.1%和49.4%,且钢索设置较小的倾斜角度,减振效果更好。研究成果为风浪流耦合作用下跨海大跨度斜拉桥的减振措施设计提供了有益参考。     

不同频域地震动下混合被动控制体系的减隔震效果

以高层框架结构为对象,提出一种结合分段隔震和相邻建筑物连接阻尼器耗能的新型混合被动控制体系,能有效应对宽频地面运动,具有较高的鲁棒性和冗余度.通过对同一高层建筑结构分别采用无隔震形式、分段隔震形式和混合被动控制形式进行数值模拟,考察短周期波、含滑冲效应脉冲波和长周期波作用下分段隔震体系和混合被动控制体系的减隔震效果.研究表明,短周期波作用下分段隔震体系控制效果较好,但在含滑冲效应脉冲波和长周期波作用下分段隔震效果不佳,基础隔震层和中间隔震层的位移较大,存在超出支座位移限值的可能,而采用混合被动控制体系能有效减小隔震层的位移,显著提高结构减隔震效果,且当中间隔震层设置在结构中部时混合被动控制体系的减隔震效果较好.     

强震作用下液化场地桩-土非线性动力相互作用特性

为研究强震作用下液化场地桩-土非线性动力相互作用特性,依托海文大桥实体工程,利用Midas/GTS有限元软件,建立了桩-土相互作用模型,分析了地震动峰值为0.35g时4种类型地震波作用下桩身加速度、桩身位移、桩身弯矩及剪力等动力响应,并根据计算结果对桩基在强震作用下的安全进行了评价.结果表明:在0～10 m的可液化粉细砂层,桩身加速度峰值迅速增加,并在桩顶处达到最大,桩顶加速度出现峰值的时刻与桩底相比均呈现滞后现象,最大滞后时间为2.14 s;不同类型地震波作用下,在可液化的粉细砂层,Kobe波产生的桩顶位移最大,El-Centro波次之,5010波产生的桩顶位移最小;桩身弯矩峰值均出现在液化层和非液化层分界处,桩身剪力峰值均出现在地下0～10 m的可液化土层之间,Kobe波作用时,桩身弯矩和剪力峰值均最大,El-Centro波次之,5010波最小;地震动强度为0.35g,5010、5002、El-Centro地震波作用时,桩身弯矩及剪力峰值均未超过桩身截面抗弯和抗剪承载力,Kobe地震波作用时,桩身弯矩峰值小于桩身截面抗弯承载力,而桩身剪力峰值超出桩身截面抗剪承载力的68.6％,桩基础桩身强度不满足抗震要求,建议增加桩基础纵向配筋.     

Thermal wave propagation in graphene studied by molecular dynamics simulations

The transient heat conduction in both armchair and zigzag-edged graphene ribbons pulsed by local heating with a duration of 1 ps was studied using nonequilibrium molecular dynamics simulations. The results show that the heat pulse excites two waves which indicates non-Fourier heat conduction. One of the two waves is a sound wave （first sound）, which has macroscopic momentum and propagates at the speed of sound. The other is a thermal wave （second sound）, whose propagation speed is 1/√3 of the sound velocity. The sound wave excited by the heat pulse is a longitudinal wave, whose energy is only transported in the longitudinal direction. The thermal wave excited by the heat pulse is generated by transverse lattice vibrations, with the energy only having the transverse component. The observed anisotropy of the transient heat conduction suggests that the system is in a non-equilibrium state during propagation of the heat pulse. Further statistical analyses show that the displacement of the heat pulse energy is related to the time as 〈σ2〉 ∝ t^1.80, which implies that heat transport is ballistic-diffusive transport in graphene. The higher proportion of the ballistic transport will lead to stronger heat waves. At the crest of the thermal wave, energy is transported ballistically, while in the diffusive region and during attenuation of the thermal wave, the energy is transported diffusively.     

正弦爆炸脉冲作用下的应力波持性

本文应用拉普拉斯变换方法研究了正弦脉冲作用下爆炸应力波的基本特性。计算结果表明,在弹性介质内正弦输入脉冲的衰减比Heaviside输入脉冲的衰减快,正弦输入脉冲的作用时间越长,衰减越严重。     

具有周围组织的动脉脉搏波分析

本文提出在周围结缔组织深处动脉的理论模型。利用土力学原理分析动脉纵向振动,指出动脉纵向振动引起周围结缔组织的位移是以表面波形式传播的,动脉纵向波速是表面波相速度,表面波的存在是动脉纵向振动的必要条件。Lamb波速是本文结论特例。     

隧道在纵向地震作用下的动力响应分析

为了探讨盾构隧道结构在纵向地震动力作用下盾构管片的振动特性。通过将土-结构相互作用简化为等效刚度弹簧建立了模型,并推导了结构在地震作用下的运动方程。然后利用中心差分法求解所得到的运动方程,求得每段管片在不同时刻的位移。进一步研究了土-结构剪切系数、地震纵波速度和结构连接刚度3个因素对隧道盾构管片位移的影响。计算结果表明,随着土-结构之间剪切系数增大,管片最大位移随之增加,结构之间的相对位移减小。而降低结构之间的连接刚度后,土-结构之间的相对位移减小。波的传播速度越小,结构与地层之间相对位移越大,易导致滑移现象出现。因此,选取具有较快波速的坚硬地层、提高土与结构之间的剪切力以及设置合理的抗震缝距离将有助于增加结构的抗震性能。     

手指运动姿态检测及假肢手指动作实时控制

设计了一种通过实时检测手指关节弯曲角度控制假肢手指动作的实验系统.系统主要由手指运动姿态实时检测、关节角度分析、控制与驱动电路、欠驱动机电假肢手4部分组成,假肢手包含拇指、食指、中指3个独立动作的手指;利用加速度传感器ADXL330实时检测手指运动姿态信息,由DSPTMS320F2812微处理器实时检测手指关节运动的瞬时角度变化并进行PWM脉冲编码,控制步进电机运动以驱动假肢手指关节转动.并分别对加速度传感器检测手指运动和假肢手指动作实时控制进行了实验测试;实验结果表明,系统采用的加速度传感器ADXL330能实时检测手指运动姿态,利用手指关节角度信息能有效驱动假肢手指屈伸,并通过三指配合完成抓握动作.     

脉冲波作用下地层流体渗流规律研究

通过对脉冲波作用下地层流体在地层中传播的动力学机理的研究,结合波动力学理论,建立了脉冲波作用下地层流体的渗流方程.假设脉冲波作用下地层流体速度是地层流体原来的流速与n次脉冲波作用下振动速度的叠加,得到了脉冲波作用下地层流体的流速方程.结合实例分析了距离、时间、脉冲频率和脉冲振幅对渗流速度的影响.随着距离增大,渗流速度的振幅逐渐减小,直至为零;随着频率的增大,渗流速度的振幅开始逐渐减小,而后又变大;随着脉冲振幅的增大,各点的流速振幅逐渐增大.建立波动条件下的渗流方程可以从理论上了解不同参数对渗流速度的影响,为脉冲波采油技术在现场的应用提供理论依据.