开挖宽度对异形基坑L形转角区支护结构变形影响研究

为研究不同开挖宽度对基坑L形转角区支护结构变形规律的影响,基于滨州市某异形深基坑工程项目的现场实测数据,分析了基坑开挖过程中L形转角区阴阳角位置处支护结构变形规律的差异性;建立了不同基坑宽深比(B/H,B和H分别为基坑宽度和深度)的L形转角基坑模型,研究了不同宽深比条件下转角位置处阴阳角相互作用条件下支护桩水平变形的空间分布规律,进一步明确基坑L形转角区支护桩不同深度处水平变形受影响范围。结果表明:当B/H<1.0时,阳角侧支护桩浅部水平变形受转角效应影响的范围随B/H的增加呈现出明显减小的趋势,其值近似满足2.4H-B;当B/H>1.0时,阳角侧支护桩浅部水平变形受转角效应影响的范围约为1.5H;坑内底部支护桩水平变形受基坑宽深比影响不明显,受转角效应影响的范围约为0.6H;当B/H<1.0时阴角侧支护桩浅部水平变形受影响范围约为1.6H,当B/H>1.0时其水平变形受影响范围约为0.6H+B;坑内开挖底面位置处阴角侧支护桩水平变形受影响范围约为0.6H+B,受宽深比变化影响不明显。

丝绸之路甘肃段明清传统木构建筑转角结构演进研究

古丝绸之路沿线甘肃境内尚有大量的传统木构建筑实物遗存,其形制存在着明显的交融性及差异性;该区域内等级较高的是歇山建筑,转角结构的区别尤为突出。文章从转角结构的类型出发,运用建筑形制年代学的分析方法,梳理丝绸之路甘肃段沿线重镇典型传统建筑转角结构的形制特征和演进机制,从而明晰沿线木构建筑的分布特征与地域差异,挖掘地方建筑营造体系发展脉络的深刻内涵,以期完善该区域的大木营造理论,并由此映射丝绸之路的文化内涵。

自动泊车前轮转角闭环的分层控制方案

为提高自动泊车系统中控制器的抗扰动能力,优化控制律执行效果,提出了前轮转角闭环的分层控制方案.设计了以行驶距离为非时间参考量的fal函数非光滑控制律,输出前轮转角控制量.以阿克曼转向模型为基础,建立了前轮转角观测器,并使用模糊滑模控制器实现前轮转角闭环的横向控制.搭建Carsim/Simulink联合仿真系统,在典型泊车场景下验证所设计控制器的有效性、跟踪效果及鲁棒性.使用实车测试平台开展了试验.结果表明:所设计的前轮转角闭环分层控制方案能够快速准确地跟踪目标路径,提高了泊车系统的横向控制精度,并在未知转向非线性扰动下也具有良好的跟踪控制效果.

自复位转动摩擦阻尼器弯矩-转角恢复力性能研究

为了满足减震结构对可恢复功能的要求,针对传统摩擦阻尼器不具备自复位能力震后存在较大残余变形的问题,提出了一种基于形状记忆合金的自复位转动摩擦阻尼器,由摩擦耗能装置和形状记忆合金自复位装置组合而成。介绍了该SCRF(self-centering rotating friction)阻尼器的构造形式、工作原理,通过理论推导建立了SCRF阻尼器的弯矩-转角恢复力模型,通过ABAQUS软件有限元数值分析结果对弯矩-转角恢复力模型进行了验证,分析了低周往复荷载作用下SCRF阻尼器的滞回性能,并进行了参数分析。结果表明:有限元计算结果与阻尼器恢复力模型结果吻合良好;提高接触面间的摩擦因数与斜面高度可以提高阻尼器的最大承载力、耗能能力、有效刚度,但是超过一定限值的斜面高度会降低阻尼器的自复位能力;施加SMA螺栓预紧力可以提高阻尼器的摩擦启动弯矩,对于阻尼器的耗能能力与最大承载力影响不大。

基于偏转角抑制的改进人工势场法路径规划

针对传统人工势场法在实际应用中存在的局部最极小值、目标不可达以及路径震荡等问题,文种提出了一种基于偏转角抑制的改进人工势场法。该方法以传统人工势场法为基础,采用改进斥力势场函数保证目标点为全局势能最低点。在路径解算中引入偏转角抑制因子来抑制无人车行驶过程中过大的偏转角,在无人车陷入局部极小值点后每一步的路径解算中都添加新的虚拟目标点,直至无人车累积一定的偏转角摆脱障碍物群。仿真实验结果表明,该算法可以在不影响无人车避障的情况下减少规划路径的震荡性,并能够使无人车逃脱复杂障碍物群顺利到达目标点,规划出一条有效、简短以及震荡较少的路径。

采用转角补偿LQR的自动驾驶集卡路径跟踪控制

为了解决自动驾驶集卡中半挂车在行驶过程中的路径偏移问题,提出了一种引入铰接角偏差和转角补偿的线性二次调节器(LQR)控制方法。基于集卡三自由度动力学模型建立了考虑铰接角偏差的路径跟踪误差模型;通过采用比例-积分-微分(PID)算法进行转角补偿设计了LQR路径跟踪控制器;通过MATLAB/Simulink和TruckSim搭建联合仿真平台,在不同工况下进行仿真分析验证。结果表明:通过采用提出的路径跟踪算法,引入PID转角补偿,牵引车平均距离偏差降低62%以上,半挂车平均距离偏差降低31%以上,航向偏差和铰接角偏差也均有所改善。因此,该文提出的控制算法具有较好的路径跟踪性能,提高了对期望路径跟踪的精度和稳定性。

90°转角微流道内导流板应用特性数值研究

改善转角微流道内流体的二次流特性对提高微流体传输的可靠性具有重要意义。针对90°转角矩形截面微流道,本文提出在微流道转角处增加导流板来实现该区域二次流的主动调节和控制。本文设计了圆弧型和弧—直组合型两种导流板结构,建立了五种不同结构微流道模型,开展了流场对称性和Dean涡分析,流体相对横向动能ksec和流道局部阻力系数ζ90°计算。结果表明,导流板结构能有效改善微流道转角区的流场对称性,加速Dean涡的消失,降低二次流强度,同时也会引起流体流动局部阻力系数有所增加。

一种联合TDCM和PFA的空间目标大转角ISAR成像方法

空间目标态势感知是当前航天技术领域的研究热点,逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar, ISAR)是空间目标感知的一种有效手段。为了得到利于目标鉴别的高分辨二维ISAR图像,需要通过增大积累转角来提高方位向分辨率。但是,随着转角的增大,平动与转动之间的耦合增大,使得传统的先平动补偿、后利用转动成像的两步式成像方法不再适用。本文提出了一种结合时域信号共轭相乘(Time Domain Conjugate Multiplication, TDCM)处理与极坐标格式算法(Polar Format Algorithm, PFA)的成像算法,首先利用雷达回波的二维相干性,通过TDCM处理进行平动粗补偿,然后借助PFA的插值操作校正大转角引起的散射点越分辨单元走动(Motion Through Resolution Cell, MTRC)并估计目标相对转动参数。通过迭代处理,持续对平动和转动参数进行优化,提升运动补偿效果。仿真验证了所提成像算法的有效性,与传统算法相比,成像聚焦性更好。

基于深度学习的机理模型与数据混合驱动的视觉转角测量方法

为克服基于视觉的转角测量方法容易受到系统干扰的局限性,提出了一种基于深度学习的机理模型和数据混合驱动的视觉转角测量方法。从数学原理上验证了采用等腰三角形作为轴上花纹的合理性和有效性,构建三角花纹转角计算机理数学模型。引入基于YOLOv8的深度学习模型,采用线性组合将两者结合构建成混合转角测量模型。实验结果显示,这种混合模型在测量准度上有显著提升,相比仅用机理模型,其平均误差降低1.125°,均方根误差降低10.05°,在不同环境测试集上仍保持高效性能。该模型充分利用了深度学习模型对图像随机干扰的学习能力,同时保持了数学模型的约束和稳定性,提高了视觉角度测量的准确性,而且增强了其对环境变化以及系统干扰的适应性。

Sb/SnC范德瓦耳斯异质结光电性质的层间转角依赖性及其应用

基于二维锡基材料与锑烯单层构建了具有不同层间转角的6种Sb/SnC二维范德瓦耳斯异质结,并根据第一性原理对其光电性质及应用开展研究.研究结果表明,6种层间转角的Sb/SnC异质结具有不同的带隙,且当层间转角为10.89°,19.11°,23.41°和30°时,Sb/SnC异质结显示出Ⅰ型能带结构,而当层间转角为8.95°和13.59°时,则是Ⅱ型能带结构.同时,6种异质结的轨道投影带结构表明,由于层间转角改变了异质结的原子堆叠方式,从而改变了轨道耦合并进一步调控了异质结的电子结构.此外,吸收谱的计算表明,与Sb和SnC单层相比,异质结的光吸收系数在可见光区域得到显著增强,且对应不同的层间转角,异质结的光吸收特性差异明显.在应用方面,作为太阳能电池材料,层间转角为8.95°和13.59°的Sb/SnC异质结分别具有17.48%和18.59%的光电转化效率;作为全解水光催化剂,层间转角为8.95°的异质结可对pH值为0-2的水完全催化分解,而层间转角为13.59°的异质结仅可以对pH值为0-1的水进行催化分解.因此,作为一个重要的结构参数,层间转角可以有效地调控Sb/SnC异质结的光电特性,具有特定转角的Sb/SnC异质结可在太阳能和光催化领域获得应用.

不同翻转角和延迟时间对Gd-BOPTA增强肝胆期肝脏和胆道系统图像质量的影响

目的探讨不同翻转角(flip angle,FA)和延迟时间对钆贝葡胺(gadobenate dimeglumine,Gd-BOPTA)增强MRI肝胆期(hepatobiliary phase,HBP)肝脏和胆道系统图像质量的影响。材料与方法回顾性分析57例肝脏Gd-BOPTA增强3.0 T MRI扫描患者病例。所有患者在注射对比剂后延迟60 min及120 min分别行FA为10°、15°、20°、25°、30°HBP成像,FA与延迟时间任意两两组合为10组。测量各组肝脏及胆总管的信号强度(signal intensity,SI)和竖脊肌的SI及标准差(standard deviation,SD),计算信噪比(signaltonoiseratio,SNR)、对比噪声比(contrast to noise ratio,CNR)、胆道-竖脊肌比值(bile to paravertebral muscle ratio,BMR);采用5分法对胆道的可视性进行主观评价。分别使用组内相关系数(intra-class correlation coefficient,ICC)和加权Kappa检验评估两名观察者间所测数据及主观评分的一致性;采用非参数Friedman检验进行各组SNR、CNR、BMR及主观评分多组间比较,采用LSD-t检验进行各组SNR、CNR、BMR及主观评分的事后组内两两比较,对结果进行Bonferroni校正,根据统计结果选择FA与延迟时间的最优组合。结果两名观察者除120min/FA15°组的SNR肝测量值的一致性为尚可外(ICC值=0.75),余各组数据测量及主观评分的一致性均良好(ICC值均>0.75,Kappa值均>0.75)。各参数在延迟120 min组均高于延迟60 min组;120min/FA30°组的SNR_(肝脏)最高[63.91(49.44,77.15)],与60min/FA10°组和120min/FA10°组的组间差异具有统计学意义(P<0.05);120min/FA30°组的CNR_(肝脏)最高[44.21(31.58,53.64)],与60min/FA10°组、60min/FA15°组、60min/FA30°组和120min/FA10°组的组间差异具有统计学意义(P<0.05);120min/FA30°组的SNR_(胆总管)最高[305.27(193.97,377.53)],与60min/FA10°组、60min/FA15°组、60min/FA20°组、60min/FA25°组、120min/FA10°组和120min/FA15°组的组间差异具有统计学意义(P<0.05);120min/FA30°组的CNR_(胆总管)最高[278.66(180.80,357.20)],与60min/FA10°组、60min/FA15°组、60min/FA20°组、60min/FA25°组、60min/FA30°组、120min/FA10°组、120min/FA15°组的组间差异具有统计学意义(P<0.05);120min/FA30°组的BMR最高[14.75(11.55,17.87)],与60min/FA10°组、60min/FA15°组、60min/FA20°组、60min/FA25°组、120min/FA10°组、120min/FA15°组的组间差异具有统计学意义(P<0.05)。主观评分结果显示,60min/FA10°组胆道的可视性最差,显著低于60min/FA20°组、60min/FA25°组、60min/FA30°组、120min/FA15°组、120min/FA20°组、120min/FA25°组、120min/FA30°组(P<0.05)。结论通过比较不同FA与延迟时间的组合,120min/FA30°组对Gd-BOPTA增强HBP肝脏及胆道图像质量显示最佳,增大FA与延长延迟时间可以明显提高图像质量。

基于莫尔条纹的全周转角精密测量方法

由于将莫尔条纹图进行快速傅里叶变换时会导致频谱泄露,导致无法实现360°的全周精确测量,因此提出基于莫尔条纹的全周转角测量方法并搭建转角测量系统。以1°为步距,利用CMOS相机采集不同宽度的莫尔条纹图像,采用快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)对条纹进行处理,得到光栅频谱信息。同时采用汉宁窗能量重心校正算法(Hanning-window energy centrobaric method,HnWECM)校正频谱,得到莫尔条纹图像表征转角的真实有效信息,实现全周精确测量。实验结果表明,该系统可快速精准地实现转角的全周测量,测量范围广,最大误差率为0.2433%。

梁类零件转角区域自动铺丝分析

在航空航天领域,自动铺丝已经被广泛应用于制造形状复杂的复合材料构件,C型梁就是其中的典型。C型梁结构通常具有曲率很大的转角过渡区域,保证该区域内的±45°路径铺放质量和铺放效率是C型梁结构铺放过程中的难题。为解决这一问题,分别研究了减丝束方法和缠绕方法对梁类零件转角区域铺放质量的影响,并进一步对比分析了减丝束法和缠绕法两种铺放策略在铺放转角区域时的优劣。建立了实际铺放过程中两种铺放策略的选择原则。最终通过实际铺放试验证明减丝束法和缠绕法相结合能够更有效地保证C型梁转角区域的铺放质量和铺放效率。

基于代理模型的输电塔半刚性节点弯矩-转角曲线预测方法

为了准确、高效地评估输电塔半刚性节点的力学特性,提出了一种基于代理模型的输电塔半刚性节点弯矩-转角曲线预测方法,通过引入代理模型方法近似半刚性节点几何尺寸与极限抗弯承载力、初始转动刚度之间的函数关系,建立具有较高精度的预测模型,进而结合Kish-Chen幂函数模型拟合输电塔半刚性节点的弯矩-转角曲线。结果表明,提出的基于代理模型的输电塔半刚性节点弯矩-转角曲线预测方法能减少实验和数值模拟的成本,较好地模拟输电塔半刚性节点实际受力-变形情况,为输电塔半刚性节点的工程设计和理论研究提供了参考。

基于ARMAX-KF与速度补偿的拖拉机无前轮传感器转角估计方法

为了解决传统农机导航系统中前轮转角测量传感器不易安装、维护困难以及转角估计不准确等问题,本文提出了一种基于受控自回归滑动平均模型和卡尔曼滤波器的组合模型(Auto-regressive moving average with exogenous input-Kalman filter,ARMAX-KF)与速度补偿的拖拉机无前轮传感器转角估计方法。首先,利用Hammerstein非线性系统对拖拉机的转向系统建模,并采用递归最小二乘法(Recursive least squares method,RLS)将其辨识为ARMAX模型;其次,对后轮轴中心接地点速度进行杆臂误差补偿;最后,提出了ARMAX-KF方法,利用卡尔曼滤波器的校正特性,以拖拉机的运动学转角作为观测值,修正ARMAX模型预测的转角速度积分值,从而估计拖拉机的前轮转角。在速度杆臂补偿测量方法试验验证中,补偿后运动学转角平均绝对误差为1.110°,标准差为1.727°,相比补偿前分别减少61.13%和31.55%;在动态转角试验中,ARMAX模型预测的转角速度标准差为2.439(°)/s,相比采用固定传动比方法误差减少56.58%;采用基于ARMAX-KF的前轮转角估计绝对平均误差为0.649°,标准差为0.371°,相比采用固定传动比和卡尔曼滤波器的方法分别减少56.9%和78.82%;在直线导航跟踪试验中,采用基于ARMAX-KF的前轮转角估计标准差为0.649°,本文提出的方法提高了转角估计精度和农机导航作业质量。

不同气候条件下预应力木梁柱节点长期转角计算方法

梁柱节点长期转角是评估预应力木框架结构长期适用性能的重要指标,过量的梁柱节点长期转角会引起木梁竖向变形的增大,降低结构适用性;因此准确预测预应力木梁柱节点转角的时变规律是保证预应力木结构长期安全服役的重要前提。该文提出了不同气候条件下预应力木梁柱节点长期转角的数值计算方法,该方法包括木材水分传输、时变预应力计算、弹性转角计算、蠕变和环境变形计算、节点长期转角更新五个模块。随后利用长期试验数据验证了计算方法的准确性。最后,基于验证的数值计算方法分析了不同气候条件、木材初始含水率和构件尺寸对预应力木梁柱节点长期转角的影响规律,依据50年服役期内的最大转角蠕变系数评估了节点长期变形的性能等级。结果表明:该文所提出的数值计算方法与试验结果吻合良好;气候年平均相对湿度越大,节点发生中等或严重变形的比例越高;木材初始含水率越高,节点发生中等或严重变形的比例越低;构件理论尺寸越大,节点长期变形越小。

考虑挠度和转角约束的桥面连续段受力计算方法研究

采用桥面连续构造替代伸缩装置是降低简支梁桥维护成本、实现接缝终身免维护的有效途径,但现有桥面连续段受力计算方法过高估计其承受的荷载,使得设计配筋量显著增加,不仅提高了建造成本,而且增大了桥面连续段对主梁的约束作用,改变了桥面连续构造的受力状态,难以满足对其进行合理设计的需求。针对此问题,提出一种基于主梁对桥面连续段挠度和转角约束下二者变形协调的桥面连续段受力计算方法,并将计算结果与试验值以及现有桥面连续段受力计算方法所得结果进行对比。结果表明,所有桥面连续段受力计算方法所得结果均大于试验值,但本文所提出的方法计算结果最小,与试验值吻合最好,钢筋应力的误差范围在1766%~3027%,验证了所提方法的有效性。最后以桥面连续混凝土简支T梁桥为例,给出了便于应用的确定桥面连续段受力的方法,且所提方法物理意义清晰,计算流程简便,预测精度更高。

可控转角摩擦型铰节点滞回耗能研究

提出一种可控转角摩擦型铰节点,介绍了该节点的构造。利用既有试验对有限元软件ABAQUS模型材料参数进行验证,结果表明,试验结果与数值模拟结果吻合较好。建立25个不同参数的节点模型,探究螺栓预紧力、拼板间摩擦系数、梁固定端距销轴轴心距离、梁连接端肋板厚度、梁连接端肋板外伸长度、节点处肋板厚度、节点处肋板外伸长度共7个变化参数对节点滞回耗能的影响。通过拟合获得的数据,建立了节点摩擦反力提高系数与摩擦系数、节点安全储备系数与摩擦系数的关系曲线。结果表明:当节点转角大于设定转角后,节点产生的限位接触使节点反力大幅增加,实现限制节点转角的目的;摩擦系数在0.35左右耗能最大;在节点转角小于设定转角时,滑动摩擦反力与螺栓预紧力的比值约等于摩擦系数;节点最终破坏的总耗能随螺栓预紧力的增加而增大;螺栓预紧力超过规范规定的设计值时,对节点的累积耗能提高程度不明显;梁固定端距销轴轴心距离在梁高的0.95至2倍时耗能最佳;梁固定端距销轴轴心距离过大时,将降低节点的极限反力;梁连接端肋板厚度、梁连接端肋板外伸长度、节点处肋板厚度和节点处肋板外伸长度对节点滞回性能影响不显著。

航空发动机叶片微束等离子堆焊转角焊缝模型研究

航空发动机叶片修复时,将受损部位切除后在新平面上进行多层多道焊接,在焊缝转角区域特别是转角点,因焊接工艺难以匹配导致过多熔滴进入熔池增加了焊缝熔高与熔宽,造成焊缝凸起,影响焊接质量。针对微束等离子焊接叶片转角区域焊缝的这种特征,建立了转角区域焊缝模型。首先利用抛物线曲线拟合建立了单道焊缝模型,并通过实验验证该模型能准确地表征单缝外形轮廓。然后提出了一种双焊缝转角重叠的焊缝成型模型。实验表明,采用该转角焊缝模型能够极大地降低转角区域焊缝的凸起,能满足航空发动机叶片修复精度的要求。

基于模型预测和转角补偿的智能汽车换道轨迹跟踪控制算法

为了提高自动驾驶跟踪过程中路径跟踪的精确性和车辆的操纵稳定性,提出了一种基于模型预测控制原理并结合转角补偿的轨迹跟踪控制方法.将整体控制结构分为上下两层:上层为轨迹跟踪控制层,根据获得的道路信息及车辆行驶状态,利用模型预测控制算法得出车辆的前轮转角控制量;下层采用滑模控制理论设计转角补偿器,以汽车的横摆角速度误差为控制目标,实现精确跟踪.结果表明:与单点预瞄策略相比,模型预测+转角补偿的轨迹跟踪控制策略能更好地控制车辆实现轨迹跟踪,且横摆角速度和质心侧偏角峰值明显降低,稳定性更好.