双自由度磁悬浮式桥梁振动能量采集器数值仿真和优化

提出了一种能利用桥梁振动能量为传感器持续供电的双自由度磁悬浮振动能量采集器(TMEH),该系统的能量采集效率远高于传统单自由度磁悬浮振动能量采集器(SMEH).推导了TMEH系统的运动控制方程和机电耦合方程;建立了TMEH的多目标优化模型,提出了基于NSGA2算法的能量采集器参数优化设计方法;最后将TMEH和SMEH在简谐振动激励和桥梁随机振动激励作用下的响应特性和能量采集效率进行了对比.研究结果表明:1)通过NSGA2算法优化设计,TMEH能获得更宽的采能带宽和更高的输出功率;2)TMEH比SMEH的采能效率有明显提高.在简谐振动激励和桥梁随机振动激励作用下,TMEH的输出功率比SMEH增加了约2倍.     

基于多环返工串行生产线的性能优化建模

为评价和优化串行多环返工生产系统的生产性能表现,结合质量管理与精益生产的理念,区别于传统的返工机制,提出一种全新的“即刻返工”检查机制,将生产系统建模扩展至多机多缓冲区的复杂生产系统.基于生产系统的两大要素,机器与缓冲区的生产状态变化,依据概率论与马氏定理,构建缓冲水平的动态概率转移矩阵,以在制品库存水平及系统平均生产率作为研究指标,针对生产设备及缓冲区展开瞬态分析,通过迭代计算,表明设置合理的系统规模与缓冲区阈值能达到优化系统生产性能的目的,并通过数值实验验证其有效性.     

碳纳米管增强铜基复合材料的类注射成型方法制备研究

采用低成本、大规模的类粉末注射成形技术制备碳纳米管(CNTs)/铜基复合材料,研究了脱脂及烧结工艺、轧制温度及轧制道次以及CNTs含量对复合材料结构和性能的影响.结果表明,借助聚合物粘结剂能实现CNTs与铜粉的均匀混合,适当量的CNTs的加入对基体有明显的增强效果,含量为1%时得到的复合材料各项性能最好.对烧结后的样品进行热轧制处理,不但能够使铜基体的显微组织发生明显变化,产生显著的加工硬化效果,而且在大变形作用下,CNTs的分散也会变得更加均匀,从而明显提高复合材料的致密度和显微硬度.     

电絮凝技术处理油田污水的影响因素实验研究

针对油田乳化液的水质特性,用电絮凝方法对配制的含油污水进行实验研究.首先分析极板间距、溶液初始pH值及NaCl含量对除油率的影响,确定实验参数.继而,实验研究电絮凝装置中竖直方向上典型的三层溶液,考察不同电流密度下除油率随时间的变化规律,比较三层除油率的特性曲线.发现A层去除效果最快最好,B层比C层处理效果差.在电解前4min,电流密度为150A/m~2时,A层除油率占其总效率的96.05%.从平均成本和三层除油率综合判定,电解16min,电流密度在100A/m~2时,电絮凝装置中整体处理效果最好.     

基于S变换与PNN的电磁环境复杂度评估

针对复杂电磁环境定性分析和定量分级问题,提出基于广义S变换与PNN(概率神经网络)的电磁环境复杂度评估方法.应用广义S变换对电磁环境中受干扰的样本信号进行时频分析,同步提取时频域时域占用度,频域占用度和能量占用度评估参数,分析了各参数的物理意义,并给出了各评估参数的计算公式.同时增加频率重合度、调制格式相似度和背景噪声强度等评估参数,利用获取的参数训练PNN,并进行分类.仿真实验证明基于广义S变换与PNN的电磁环境复杂度评估方法在背景噪声大、训练样本数少的条件下能有效提取评估参数,并对电磁环境复杂度进行有效合理评估.     

蓖麻油生物沥青调和沥青混合料使用性能研究

为了评价蓖麻油生物沥青调和沥青混合料的使用性能,设计了具有5种蓖麻油生物沥青掺量且级配均为AC-20C的沥青混合料,根据各掺量最佳油石比制作试件并进行混合料使用性能试验.根据试验结果分析了不同掺量调和沥青混合料的高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性、路面设计参数等性能指标.分析表明,随着生物沥青掺量的增加,调和沥青混合料的高温稳定性、水稳定性、抗压回弹模量逐渐降低,但在一定掺量范围内满足JTG F40—2004《公路沥青路面施工技术规范》的要求,此外水稳定性在加入消石灰后得到显著改善.随着生物沥青掺量的增加,劈裂抗拉强度降低至一谷值后略有提高,低温抗裂性得到改善.由此可见,将蓖麻油生物沥青调和沥青替代石油沥青用于混合料,在一定掺量范围内是可行的.     

强度折减最短路径在浅埋隧道极限分析的存在性研究

将强度折减最短路径理论,应用于有限元强度折减与极限平衡强度折减分析中,假定黏聚力和内摩擦角按不同折减系数进行强度折减,结合具体算例探讨在双参数强度折减时黏聚力与内摩擦角的合理折减比例,同时考虑隧道埋深与洞跨比值的影响,证明了在浅埋隧道极限分析中强度折减最短路径存在的合理性.研究结果表明:在浅埋隧道强度折减最短路径分析中,随着黏聚力与内摩擦角折减比例λ=Fc/Fφ的增大,黏聚力的折减系数逐渐增大,内摩擦角的折减系数逐渐减小,折减路径长度先减小后增大,两者近似服从抛物线分布,证明存在最短折减路径;同时在强度折减最短路径下,黏聚力的折减幅度要大于内摩擦角,且随着埋深的增加,两者折减幅度逐渐接近.     

纳米再生骨料混凝土的动态力学性能试验研究

对再生混凝土以及经过1%~2%的纳米SiO_2或纳米CaCO_3改性的再生混凝土进行了霍普金森压杆(SHPB)的冲击对比试验研究.试验研究不同纳米颗粒及其不同掺量对再生混凝土高应变率作用下动态强度,动态增长因子(DIF),峰值应变,冲击韧性等力学性能的影响.试验结果表明,动态冲击荷载下纳米改性再生混凝土普遍具有比未添加纳米颗粒的再生混凝土更高的冲击强度,然而当纳米颗粒含量从1%增加到2%时,纳米SiO_2及纳米CaCO_3改性的再生混凝土受冲击强度均有所降低.相同掺量时,纳米SiO_2对受冲击强度的提高效果比纳米CaCO_3更为明显,掺入1%纳米SiO_2的再生混凝土具有最高的受冲击强度.纳米CaCO_3则表现为更有效地提高了再生混凝土的冲击韧性和变形能力.纳米改性再生混凝土均呈现出比未添加纳米材料的再生混凝土低的应变率敏感性.     

变拓扑机构可变运动副设计目录研究

可变运动副作为变拓扑机构改变拓扑结构的关键所在,其结构设计是变拓扑机构构型综合的难点.基于可变运动副拓扑变化方式的研究,构建可变运动副设计目录,用于可变运动副的结构设计.分别针对可变运动副的改变轴线方位、改变数目和改变类型等三类拓扑变化过程,分析可变运动副的约束变化特征,并采用运动副约束函数的算术运算进行描述.在归纳设计可变运动副结构形式的基础上,对可变运动副拓扑变化方式、约束变化特征和对应结构等设计信息进行分类和汇编,构建可变运动副设计目录.应用实例表明,采用可变运动副设计目录,能快速有效地设计可变运动副结构,为含可变运动副的变拓扑机构构型综合提供了方便.     

基于向量式有限元的大跨度钢结构施工力学分析方法

针对大跨度钢结构施工容易产生刚体位移等强烈非线性过程的特点,采用向量式有限元分析方法进行施工过程模拟.基于向量式有限元的基本理论,引入张拉索单元,通过控制张拉索单元的原长,实现大跨度预应力钢结构张拉全过程模拟;引入千斤顶单元,实现大跨度钢结构的脱架模拟.在此基础上,利用MATLAB语言编制了基于向量式有限元理论的施工过程分析程序,并通过悬臂梁拼装、索桁架张拉成形以及大跨度张弦桁架的张拉施工过程模拟分析,与传统分析方法进行比较,验证理论推导和自编程序的正确性与有效性.结果表明,采用基于向量式有限元的施工力学分析方法能够准确模拟结构拼装、预应力张拉成形和结构脱架等施工过程.