地震作用下重力坝非线性振型响应的耦合性分析

以结构初始弹性振型为基向量,将地震荷载向量展开为振型荷载的组合。以Koyna重力坝为例,采用混凝土损伤塑性模型和非线性时程分析法,计算各振型荷载引起的大坝非线性响应。取地震加速度峰值为0.5g,给出了Koyna、El Centro实测地震波和1种人工地震波作用下大坝前5阶振型荷载引起的坝顶位移响应。结果表明,非线性情况下,坝顶位移响应依然由与荷载分布相同的振型分量主导,重力坝振型响应具有弱耦合性。     

考虑声固耦合作用的光面胎滚动数值模拟

利用ABAQUS软件建立了考虑声固耦合作用的光面胎滚动有限元模型,并对其进行滚动工况下Mises应力、接地性能以及振动模态等力学性能分析。从动力学分析结果中提取光面胎结构有限元模型的表面振动加速度,导入LMS Virtual.Lab Acoustics软件,采用声学边界元法分析光面胎滚动噪声;探讨了接地印痕、载荷、胎压和下沉量之间的关系,并对近场噪声仿真值与实验测量值进行了比较。研究结果表明：考虑声固耦合作用的光面胎Mises应力、接地压力、接地印痕呈对称分布,接触印痕、载荷、胎压随下沉量的增加而增大;考虑声固耦合的光面胎滚动噪声主要分布于50~375 Hz低频段,且内胎气体在滚动工况下产生了稳定声压（8 dB（A））。     

渐进结构优化方法在联轴器优化设计中的应用

针对联轴器优化设计中普遍关注的结构轻量化和最大应力最小化问题,借助Hyperworks 有限元分析软件,采用渐进结构优化方法,对SSWZ330 型十字轴万向联轴器进行了结构拓扑优化设计。优化后,可使材料节省9． 17%,工作时最大静应变减少2． 3%,最大应力减少52． 1%,改善了结构性能,减轻了结构重量,拓展了Hyperworks 软件在机械部件结构拓扑优化设计领域的实际工程应用。     

中原经济区城市化与生态环境空间耦合分析

城市化系统与生态环境系统是城市经济发展的重要组成要素,二者之间存在着复杂的耦合关系.基于中原经济区32个地级市的城市化相关数据及生态环境指标,运用"PSR"模型构建了城市化与生态环境耦合评价指标体系,利用城市化与生态环境耦合度函数模型及耦合协调度模型,对中原经济区城市化与生态环境空间耦合度及耦合协调度进行了分析.结果表明:1)大部分地市城市化与生态环境空间耦合度处于磨合和高水平耦合阶段;空间耦合协调度分别为:低度协调耦合占21.88%,中度协调耦合占65.62%,高度协调耦合占12.5%.2)城市化与生态环境空间耦合强度和空间耦合协调度情况为:高强度中协调性的城市占31.25%,中强度中协调性城市占34.38%.3)城市化与生态环境耦合度与各地市的经济发展水平存在一定的空间对应关系,而耦合协调度与各地市的经济发展水平没有明显的对应关系.     

活性炭微波加热制备装置的仿真设计

活性炭在石化、电力、化工、临床医疗、环保等多个行业中广泛应用,其市场需求量也与日俱增.研究表明,相对于传统方法,微波法制备的活性炭具有孔隙结构更发达,比表面积更大,孔隙结构分布更均匀等优势.然而,这些研究都局限于实验室层面,现有的微波加热装置普遍存在热点、热失控和加热效率低下等问题.这严重限制了微波能在活性炭工业制备中的大规模应用.针对上述问题,本文以国内大量存在的竹子为研究对象,提出了一种可用于活性炭制备的微波均匀加热装置设计方案.通过多物理场仿真计算,以原材料的受热均匀性及装置的能量馈入率为考核标准,采用参数扫描分析的方法对装置参数进行了优化,得到了S11参数为-26.81dB,温度场的变异系数为0.2834的加热装置.此外,本文还结合参数扫描过程以及不同算法的运用,验证了该仿真计算的鲁棒性和准确性.该文章的工作对当前的活性炭工业制备装置的设计具有重要指导意义.     

人工水下沙坝对中海滩浴场水动力影响

基于Delft3D软件建立了北戴河中海滩浴场海域的二维及三维潮流和波浪耦合数学模型,并用实测潮流和波浪资料进行模型验证.利用验证后的模型模拟人工水下沙坝引起的水动力环境变化.结果表明:由于工程海域附近的潮流作用较弱,因此潮流影响仅体现在沙坝周围;4座人工水下沙坝具有一定的消浪作用,并且消浪作用随入射波高的增加而增强;总体上看,人工水下沙坝的建造使浴场附近的水动力作用减弱,水动力环境朝着有助于海滩保护的方向发展.     

基于电场感应的水下无线电力传输

为了验证水下电能传输的可行性和研究影响传输效率的因素,采用电场耦合原理进行了简单的无线充电电路设计,对电场耦合式无线电能传输的系统结构和基本工作原理进行介绍,分析了其相比于磁场耦合方式的特点,以及由此带来的相应优势,通过多物理场仿真模拟极板间电场分布,设计了一种LC双边的CPT系统,采用单片机组成脉宽调制控制电路并用功率放大电路模块组成发射端和接收端。结果表明了运用电场耦合原理进行无线充电的可行性,在研究中发现极板间的传输距离是影响水下无线充电效率的一个因素,而且两个电极之间的杂散电容也会影响极板间的功率,所以由于极板间隙的存在极板间的功率损耗较大。所提出的LC双边CPT系统,不仅实现了水下无线电能传输,还保证了在一定距离和频率下传输效率的稳定。     

引信自旋式微电机旋转机架抗高过载结构设计

针对炮弹发射过程中的瞬时高过载造成弹道修正引信自旋式微电机旋转机架失效,导致引信无法正常工作的问题,结合当前弹载器件抗过载的主要方法与思路,考虑电机旋转机架的工作特点,根据旋转机架动力学模型和轴承在缓冲设计条件下的吸能原理,基于弹-炮-引信耦合有限元动力学仿真获取了旋转机架轴承的过载特性,结果表明了轴承主要承受轴向过载条件下的惯性力冲击。在此基础上,提出了在轴承处添加铜制缓冲垫片和改变外转子机架的轴肩与底螺尺寸两种抗过载设计方案,并通过弹-炮-引信耦合有限元动力学仿真分别获取了两种方案下球轴承最大应力值随时间的变化。结果表明,添加铜制缓冲垫片无法将球轴承的最大应力降低到轴承钢屈服极限以下,而通过改变外转子机架轴肩与底螺尺寸能成功将球轴承的最大应力值降低至轴承钢屈服极限以下,结合推力轴承形变量判定,该方案满足旋转机架的抗过载设计需求,保证了修正引信在炮弹发射后的正常工作。      

溶剂控制的对甲苯磺酰肼选择性偶联反应

通过对反应条件的优化,发现对甲苯磺酰肼涉及的偶联反应具有明显的溶剂效应.当对甲苯磺酰肼在溶剂N,N-二甲基甲酰胺中加热时,可以通过自身还原偶联得到对甲苯二硫醚;当溶剂为乙酸乙酯时,可以通过自身偶联得到S-对甲苯基硫代对甲苯基砜.当用环己烷作溶剂时,通过加入催化剂醋酸铜以及氧化剂二叔丁基过氧化物可以有效地减少自身偶联的产物,从而选择性地得到对甲苯磺酰肼与环己烷自由基偶联产物对甲苯环己基砜.该反应提供了一种高效而绿色的含硫化合物的合成新方法.     

基于煤岩割理正交各向异性性质的低渗透煤层压力数值模拟研究

考虑煤岩面割理和端割理两个方向不同渗流性质,建立了低渗透性煤层气水固三相流固耦合模型,利用该模型分析了沁水盆地煤层气井在开采过程中压力及解吸半径变化规律,并对影响煤层压力的割理参数进行分析.计算结果表明:非耦合模型比耦合模型的解吸面积要大;随着煤岩割理渗透率正交各向异性系数的增大,煤层面割理方向解吸半径逐渐增大,而煤层端割理方向解吸半径逐渐减小;面割理方向,随着割理渗透率正交各向异性系数和割理宽度的增大,煤层压力先增加后降低;端割理方向,煤层压力随着渗透率正交各向异性系数、割理密度和割理宽度的增大而增大.