变截面悬臂空心圆柱的冲击动力特性

变截面悬臂空心柱是一类在工程中有着广泛应用的特殊结构。为了研究其在冲击荷载作用下的动力特性,通过准静态极限分析与冲击动力学理论,对其在等厚度与变厚度两种情形下的冲击响应展开研究。定义了荷载位置参数与塑性铰位置参数,并根据荷载位置参数给出了塑性铰位置的判定条件。利用动量定理与动量矩定理推导了悬臂端加速度的表达式以及塑性铰位置参数的控制方程。根据分布惯性力与剪力的微分关系以及剪力与弯矩的微分关系分别推导了剪力和弯矩的表达式;分析了荷载位置参数对塑性铰位置参数与悬臂端加速度的影响,以及塑性铰位置参数对悬臂端加速度的影响。算例结果表明：悬臂端加速度与塑性铰位置参数的本文解与数值解吻合良好;塑性铰位置参数随荷载位置参数的增大而增大,且二者关系几乎呈线性;悬臂端加速度随荷载位置参数、塑性铰位置参数的增大而减小。可见当冲击荷载明显超过固定端的静态极限荷载,且荷载位置参数小于临界荷载位置参数时,变截面悬壁空心柱将在柱中产生塑性铰。因此,出于结构可靠性考虑,工程中应对此类问题予以重视。     

基于扩展有限元的混凝土重力坝水力劈裂分析

利用扩展有限单元法在求解不连续问题上的独有优势,在裂纹面以水压力方式模拟水力劈裂荷载,以解决裂纹扩展时涉及裂纹面非线性和移动边界问题。针对某待建混凝土重力坝,通过ABAQUS软件建立黏聚力裂纹扩展模型模拟水力劈裂,采用上游超载静水压力模拟高水压作用,研究不同裂纹长度、角度及裂纹面水压力对裂纹扩展的影响。结果表明：在相同初始裂纹夹角和水压作用下,裂纹起裂方向与预置裂纹方向夹角值基本一致;预置裂纹与水平向夹角为45°时,裂纹扩展深度最浅;随着裂纹面水压力数值增大,坝踵预置裂纹逐渐向坝基底部扩展;随着坝体折断面预置裂纹长度的增加,预置裂纹尖端周围应力值逐步增大,坝顶和主裂纹最大张开位移也随之增大,最终形成一条主裂纹并不断地向下游坝基面进行扩展,结构承载能力逐渐降低。     

Analytical determination of flow resistance characteristic for combination channel inside hydraulic manifold block

Computational fluid dynamics （CFD） was used in conjunction with BP neural network to study the flow resistance characteristic of the combination-channel inside hydraulic manifold block （HMB）. The input parameters of the combination-channel model were confirmed to have effect on the pressure-drop by the numerical method, and a BP neural network model was accordingly constructed to predict the channel pressure-drops. The flow resistance characteristic curves of various channels were achieved, and a performance parameter was given to evaluate the through-flow characteristic of the channel according to the curves. The predictions are in agreement with the numerical computation, indicating that the method can be utilized to accurately determine the flow characteristic of the combination channel with high efficiency.     

双层钢板混凝土复合井壁设计计算方法研究

通过对双层钢板混凝土复合井壁结构受力分析指出,由于内、外钢板筒的约束作用,中间混凝土层完全处于三轴受压应力状态,混凝土抗压强度得到了较大程度地提高。根据现行混凝土结构设计规范关于多轴应力状态下混凝土强度验算的相关规定,提出了双层钢板混凝土复合井壁设计计算新方法,并得到了模型试验的验证,通过实例计算结果表明,采用这一新方法设计的井壁结构不但安全可靠,而且还可大大降低井壁混凝土的设计强度等级或减薄井壁厚度,解决了特厚表土层钻井井壁结构的设计计算难题。目前,该方法已应用于工程实际的井壁结构设计中。     

柴油机机体辐射噪声预测及低噪声改进设计

为降低柴油机的整机噪声,采用虚拟预测技术对发动机的机体进行了低噪声改进设计.首先建立了由柔性机体、柔性曲轴和刚性连杆、活塞、平衡轴组成的单缸柴油机的多体动力学模型.通过动力学仿真求解得到传递给机体的各种激励力,再根据FEM/BEM耦合的方法求解出整机的辐射声功率级,仿真得到的结果与实验结果吻合较好.最后通过对原机体的结构进行改进设计,不仅降低了整机的声功率级,减小了机体对油底壳、齿轮室盖的激励,还节省了约5 kg的材料.     

液压机控制系统的多任务可调度性研究

针对嵌入式控制系统,通过液压机控制系统的设计与仿真,提出了控制与调度协同设计方法。首先,分析液压机控制系统功能和性能需求,研究了实时系统的选择和控制任务划分对嵌入式控制系统性能的影响;接着分析固定优先级算法、单调速率算法、最短时间限优先算法及抖动控制;最后,采用Matllab/Simulink和Truetime工具箱,通过调整任务划分、模型及调度算法等,对液压机控制系统的多任务进行仿真验证。仿真结果表明：可以获得最优的调度算法、任务划分及减小的输出抖动,这证明了控制与调度协同设计方法是有效的。     

泄水建筑物中突扩突跌体型侧墙上的水力特性

为保证池水建筑物侧墙的稳定与安全,通过模型试验研究了突扩突跌体型的侧墙上的水力特性。采用比尺为1¨30的水工模型,在高流速条件下观测了侧墙水流流态、通气量、掺气浓度及时均压力分布。试验细部结构特征,发现侧空腔内的反射回漩流和突扩弧形面上的白色蚀带。侧墙等压线分析发现:侧墙水流冲击带是引发或影响各种侧墙水力特性的主导因素,冲击带水流向上游反射,缩小了侧空腔的有效通气面积;冲击带水流的折冲作用,可能诱发侧墙空化空蚀破坏。     

基于组合优化策略的离心泵叶轮优化设计

为了缩短水力机械的水力设计周期和提高设计效率,提出了一种水力机械全三维的优化设计体系,实现了叶片参数化设计、网格划分、CFD计算和后处理的过程全自动集成。采用了遗传算法(GA)全局探索、响应面(RSM)近似建模和二次序列规划方法(SQP)局部寻优的二阶组合优化策略,达到了高效优化设计水力机械叶轮的目的。利用该优化设计平台,以离心泵叶轮水力效率最大化为目标函数,以影响叶片形状的多个几何参数为设计变量,对离心泵叶轮进行了优化设计。优化设计后叶轮水力效率由原来的89.8%提高到92.4%。     

水压试验机故障诊断专家系统的知识获取

针对水压试验机故障诊断专家系统的知识获取问题,将减聚类算法与人机交互方法相结合,提出了一种基于减聚类的"变焦"知识获取方法.通过将知识获取问题近似为水压试验机AMESim仿真模型增压侧压力的数据分析,引入减聚类算法,并将聚类结果与专家进行交流,实现人机交互.分析了减聚类主要参数对聚类结果的影响,建立参数修改规则,根据专家评价结果不断调整减聚类参数,获得符合要求的结果.通过"变焦"方法针对某一类结果进行深入研究,从而实现知识获取.实验结果验证了方法的有效性.     

土地整理规划中的水资源需求分析与工程设计

土地整理是对项目区的田、水、路、林进行综合整治,以提高土地质量、改善农业生产条件与生态环境的活动.这些活动影响了灌溉水的可获取性及获取量、灌溉水的利用系数、地表水文结构和灌溉水质量以及区域水资源的分配.结合国家投资湖北省安陆市辛榨乡基本农田土地整理项目分析了项目区的需水量、供水量及水量平衡,讨论了灌排系统的参数设计及工程设计.结果表明,采用合理的规划方案可以改善区域农业水环境,优化区域灌排系统.