基于热固耦合的柴油机气缸盖有限元分析

针对柴油发动机缸盖失效问题,在ABAQUS软件中以某现产柴油发动机构建仿真模型,通过实验数据标定模型温度边界,运用热固耦合理论对缸盖的温度分布、应力及变形分布进行仿真分析.对于分析中发现的热应力集中的缸盖鼻梁区,提出了缸心外凸、平齐和内凹的3种对比优化设计方案,并进行仿真验证.仿真结果表明,采用缸心内凹设计,降低缸心区域壁厚,可以有效降低鼻梁区最大应力.与试验对比,仿真模型的温度分布符合实际缸盖温度分布,验证了此方法的准确性,为解决柴油发动机缸盖失效问题提供了有效的优化设计方法.     

筋箍碎石桩复合地基桩土应力比的计算与分析

针对筋箍碎石桩复合地基的受力变形特点,考虑桩-土的初始应力状态,假定桩为具有恒定剪胀角的弹塑性体,且满足摩尔库伦屈服准则与非关联流动法则,土体和加筋体为线弹性材料,考虑桩-筋材-土三者间相互作用,导得了筋箍碎石桩复合地基桩土应力比计算新公式.为验证本文计算公式的可行性,将本文方法计算结果与弹塑性极限分析方法结果进行对比分析,两者吻合良好.在此基础上,分析探讨了筋材刚度、桩周土变形模量、面积置换率等因素对筋箍碎石桩复合地基桩土应力比的影响.分析结果表明:筋材刚度是桩土应力比的主要影响因素,桩土应力比随筋材刚度、面积置换率、桩体内摩擦角的增大而增大,随着桩周土变形模量和桩体剪胀角的增大而减小.     

玻璃纤维束拉伸力学性能影响参数试验研究

利用MTS万能试验机对不同标距(25,50,100,150,200和300mm)的玻璃纤维束进行了准静态(应变率为1/600s~(-1))拉伸测试.同时,利用Instron落锤冲击系统分别研究了标距为25mm的试样在不同应变率(40,80,120和160s~(-1))和不同温度(25,50,75和100℃)条件下的力学性能.结果表明,玻璃纤维束的拉伸力学性能与标距、应变率和温度具有相关性:杨氏模量随着标距和应变率的增加而增大,但随着温度的增加而减小;拉伸强度随着标距的增加而减小,随应变率的增加而增大,但随着温度的增加却呈先减后增的趋势;峰值应变随着标距增加而减小,但随温度的增加而增大.最后,利用Weibull模型进行统计分析,量化了不同标距、应变率和温度下纤维拉伸强度的随机变化程度,获得的Weibull参数可服务于工程应用.     

预应力混凝土框架结构“强柱弱梁”设计方法研究

针对预应力混凝土框架梁设计方法的特殊性,本文以8度区(0.2g)抗震等级为二级的多层多跨预应力混凝土框架结构为例,研究规范对预应力混凝土框架结构柱端弯矩增大系数取值的合理性,提出以梁端实际抗震受弯承载力调整柱端弯矩的方法进行预应力混凝土框架结构设计.分别以梁端地震组合弯矩和梁端实际抗震受弯承载力调整柱端弯矩设计8榀预应力混凝土框架,在OpenSees中建立其基于纤维梁柱单元的数值分析模型,并对其进行静力弹塑性分析与动力时程分析.研究表明:按现行规范设计的预应力混凝土框架结构,在罕遇地震下底层柱端出铰严重,提高其柱端弯矩增大系数,可以有效地改善结构屈服机制;04规程中柱端弯矩增大系数的取值偏小,规程修订时应给予适当提高,对抗震等级为二级的预应力混凝土框架结构,其柱端弯矩增大系数的取值≥2.0;本文建议二级PC框架按梁端实际抗震受弯承载力调整柱端弯矩,其取值为1.4.     

层状地基与弹性薄板相互作用的边界元解

将无限大薄板的基本解作为薄板边界积分方程的核函数,对薄板的内部和边界进行离散,并假定薄板内部和边界上的节点与地基反力的分布情况,得到薄板的边界元方程组;同时基于层状地基的解析层元解,通过Guass-Legendre积分得到地基柔度矩阵;结合地基与薄板接触面上的位移协调条件,得到层状地基与薄板共同作用问题总的边界元法方程组;求解该方程组,得到层状地基与薄板共同作用问题的解答.基于本文理论,编制了相应的FORTRAN程序,通过与已有文献结果对比验证本文理论及程序的正确性,数值分析结果表明:方形基础薄板情况下,离板中心越近,垂直于坐标轴y(x)方向、距离相等的2条线段的竖向位移差越小,且该位移差随着板-土刚度比减小而减小;随着板长宽比的增大,板中心点与长边中点位移差变化不明显,而短边中心与边界角点的位移差也有相类似的规律.     

基于Lyapunov函数的三电平SAPF控制策略

提出了一种基于Lyapunov函数的三相中点箝位型三电平并联有源电力滤波器(Neutral-Point Clamped Shunt Active Power Filter,NPC-SAPF)的控制策略.建立了NPC-SAPF的数学模型并在此基础上构建包含输出电流和直流电压误差项的能量函数;进一步推导出关于控制增益的特征方程,并绘制出其三维函数图,结合Lyapunov大范围渐进稳定条件和系统极点位置得到控制增益选取范围,在此区间选取合适的控制参数,保证系统在不同负载类型下动态和稳态性能.针对NPC特有的中点电位平衡问题,采用连接直流电压中点与配电变压器中点并引入中性点电位误差反馈控制的方法实现中点电位平衡.对电压源型和电流源型这两类非线性负载的动态和稳态性能进行了仿真和实验,结果表明:该控制策略对电流型和电压型非线性负载均取得较好的谐波补偿效果.     

基于RC简化传热模型的混凝土辐射顶板传热及供冷能力研究

为研究混凝土冷辐射板的传热情况并对其供冷能力进行分析,采用RC简化传热模型建立混凝土辐射板二维稳态的传热模型,对混凝土辐射板内部传热情况进行模拟,计算得到混凝土内部及表面温度场.根据计算结果分析不同供水温度、埋管间距情况下,冷顶板表面的温度分布情况及供冷能力.经过实验验证,RC简化传热模型对板内温度和供冷能力的计算误差小于6%;混凝土冷辐射板供冷能力受供水水温、埋管间距及流量的直接影响,当供水温度为11~14℃,总流量为0.26~0.33m~3/h,室内空气温度为25~26℃时,混凝土辐射板平均供冷量为40~50 W/m~2.     

一种电能计量设备运维作业动态优化模型及算法

针对电网企业传统模式下运维作业所存在的任务分配不科学、路径规划不合理和无法实时响应动态需求等问题,提出了一种新的动态优化模型及求解算法.该模型能够对运维作业的任务点数量、实时路况、运维人员属性与数量、决策者偏好等外部条件予以实时动态响应,满足电网企业日常管理工作需求.此外,针对模型特点提出一种基于解空间分割的粒子群算法(PSO-SSD)进行运维作业路径优化.仿真实验表明,本文所提出的动态优化模型及PSO-SSD算法能够在不同问题规模下保持优良性能,实现电能计量设备运维作业的实时动态优化,有效提升电网企业管理工作效率.     

基于回溯的移动对象时序轨迹在线化简方法

针对从移动端采集到的移动对象原始轨迹序列的化简,定义了一种回溯化简框架,通过线性预测来控制化简的时机,对当前时刻到回溯的历史轨迹的起始时刻之间的原始轨迹进行离线化简,化简采用时态距离作为误差度量方法.在回溯化简框架下,首先利用每次离线化简后新产生的化简点构建多个向量,通过向量计算出预测速度方向,旨在缩小预测方向与未来真实速度方向的差异;然后利用点集合存储有向无环图中必需访问边来降低最优线化简算法的时间复杂度.第1组实验表明,相对于直接使用最近两个位置点计算速度方向,抖动较为剧烈的原始轨迹在新的预测速度方向下的化简率更高,说明预测速度方向比切线速度方向更接近移动对象的未来运动方向;第2组实验表明,优化后离线化简算法的时间性能有所提高,说明减少边的访问量确实能够降低算法的时间开销.     

一种低噪声交叉耦合结构集成石英晶体振荡器

通过改进电路结构,采用CMOS交叉耦合结构提供负阻,设计一种20 MHz的集成石英晶体振荡器.在该振荡器中,采用共模反馈使其输出稳定的直流电平,并增加RC高通滤波器和预抑制电路降低其相位噪声.基于NUVOTON 0.35μm CMOS工艺,利用Cadence Spectre对电路进行仿真,结果表明,在电源电压为3.3V,偏置电流约400μA时,该振荡器的起振时间约为1.5ms,输出波形峰-峰值为1.08V,输出直流电平约为801.6mV.输出信号频率为19.95 MHz,相位噪声分别可以达到-155dBc/Hz@1kHz,-164dBc/Hz@10kHz.