钛合金包边复合材料风扇叶片的鸟撞数值仿真

为降低鸟体撞击航空发动机中带钛合金包边树脂基复合材料风扇叶片的试验成本,开展了数值仿真研究,为钛合金包边在航空发动机风扇叶片上的应用提供参考和依据。对风扇叶片进行简化,采用ABAQUS有限元软件构建了鸟撞带钛合金包边和不带钛合金包边的风扇叶片模型,其中,钛合金包边和复合材料叶片之间用粘结界面单元进行粘接,研究了不同鸟体冲击角度和速度下2种风扇叶片的损伤。结果表明:在鸟体冲击速度相同时,随着冲击角度的增大,风扇叶片的损伤增大且能量吸收率提高,在冲击角度也相同时,带钛合金包边的风扇叶片损伤更小且能量吸收率更高;在鸟体冲击角度相同时,随着冲击速度的加快,风扇叶片的损伤增大且能量吸收率提高;在鸟体冲击下,粘结界面单元最终发生拉伸破坏,在低速度冲击下还会发生剪切损伤。

基于PSO-BP的变电站交直流电源系统可靠性评价研究

变电站的交直流电源系统是电力系统的重要组成部分,它们负责为变电站内的各种设备提供稳定可靠的电力。变电站交直流电源系统是一个复杂的系统,包含多个组件和子系统,如直流电源系统、交流电源系统、蓄电池组、充电机、绝缘监察装置等,这些组件之间的相互作用和依赖关系使得系统的可靠性评价变得复杂,为此提出了一种基于PSO-BP的变电站交直流电源系统可靠性评价方法。分析影响交直流电源系统工作性能的各项因素,建立系统可靠性评价指标体系。明确BP神经网络结构和自学习模式,结合粒子群算法优化网络权值、阈值参数,构建基于PSO-BP的可靠性评价模型,对各项指标数据展开学习,得到可靠性综合评价值,依托于两级递进式划分等级模式确定电源系统可靠性级别,从而得出精准的变电站交直流电源系统可靠性评价结果。实验结果表明:新研究方法得出的可靠性评价结果F1值超过了0.9,实现了对电源系统工作状态的准确评估,实际应用效果好。

老挝Boneng砂锡矿地质特征及矿床成因分析

Boneng砂锡矿区Ⅰ、Ⅲ区属残坡积型,Ⅱ、Ⅳ区属冲洪积型。前者分布于山麓及其缓坡地带,矿层较厚,品位变化大;后者分布于现代河床及两侧,规模不大,厚度l-10米,品位变化较大。一般情况下,在残坡积层中铁锰结核以及褐铁矿含量越高,锡的品位越高。

“建筑工程专业英语”教学中融入思政元素的研究

课程思政是落实立德树人根本任务的重要举措,是新形势下高校思政教育的基本要求。针对“建筑工程专业英语”课程特点,探索思政元素的挖掘与融入方式,提出将社会主义核心价值观、中国传统建筑文化、科学精神、时事新闻等融入教学。采用混合式教学与对分课堂相结合的教学模式,通过课前线上自学、课中对分课堂、课后内化提升,将思政元素融入教学全过程,实现价值引领与知识传授、能力培养的有机统一,推进土木工程专业“三全育人”综合改革。

镁掺杂高镍三元正极材料LiNi_(0.9)0Co_(0.05)Mn_(0.05)O_(2)的合成与性能

采用高温固相法合成了一系列不同含量Mg掺杂的LiNi_(0.9)0Co_(0.05)Mn_(0.05)O_(2)正极材料,并通过X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线光电子能谱等表征手段对其物相结构、颗粒形貌及电化学性能进行了研究。结果表明,掺杂Mg元素虽然会降低材料的可逆容量,但是可扩大材料晶胞体积,抑制不可逆相变,改善电极与电解液的界面稳定性,可有效提升材料的循环稳定性。其中,3%摩尔分数掺杂量的LiNi_(0.9)0Co_(0.05)Mn_(0.05)O_(2)正极材料结构稳定,容量损失较少,综合性能表现较好,在0.1 C、2.8~4.3 V电压范围内,首周充放电比容量达到了197.3 mA∙h/g,100周的循环保持率达到了93.6%,且5 C下放电比容量为161.1 mA∙h/g。

四旋翼无人机姿态系统复合连续快速非奇异终端滑模控制

本文针对受多源干扰影响的四旋翼无人机姿态系统,基于复合连续快速非奇异终端滑模算法,研究了姿态指令变化率未知情况下的连续有限时间姿态跟踪控制问题.首先,基于四旋翼无人机姿态回路动力学模型,通过引入虚拟控制量实现姿态跟踪误差动态的三通道解耦;其次,分别针对各通道跟踪误差动态设计高阶滑模观测器,实现跟踪误差变化率和集总干扰的有限时间估计;最后,结合姿态跟踪误差变化率的估计信息,构建动态快速非奇异终端滑模面,并在控制设计中用指数幂函数代替符号函数以保证控制量连续.并且基于Lyapunov分析方法给出了姿态跟踪误差有限时间收敛的严格证明,仿真结果验证了所提方法的有效性.

风扇/压气机叶片外物损伤验证方法及疲劳强度预测研究

为了在部件试验器上验证发动机风扇/压气机叶片的抗外物损伤的能力,针对某型航空发动机高压压气机叶片,开展了叶片的外物损伤试验和损伤叶片的高周疲劳试验,提出了叶片预制缺口位置、深度的确定方法以及根据动应力测试数据确定振动疲劳试验载荷的方法。使用最差缺口模型对损伤叶片进行了疲劳强度的预测与评估,结果表明,该模型对带缺口试样疲劳强度的预测偏危险,在工程使用时建议取1.5倍安全系数。

摩擦型螺栓连接冲击载荷传递特性试验

为了研究接触、摩擦和预紧力等非线性因素对摩擦型螺栓连接动态载荷传递特性的影响,利用空气炮装置发射钛合金圆柱弹、钢球和冰球,开展了高速冲击试验,获得了冲击响应曲线。试验结果表明:金属弹体的撞击不能忽略弹体本身结构变形带来的影响,相较圆柱弹,球形弹冲击产生的冲击载荷峰值小,载荷传递率大;金属弹体撞击产生的冲击载荷波形杂乱且变化剧烈,螺栓连接的摩擦滑移导致的能量耗散使载荷传递率小于1,冰球撞击的载荷波形变化平缓,结合面的摩擦等非线性因素对载荷传递的影响较金属弹体冲击的情况小;加大拧紧力矩、增大结合面粗糙度会导致冲击刚度增大,冲击刚度基本不受外激励影响;减小拧紧力矩、结合面越光滑、加大冰球冲击能量会使载荷传递率降低;载荷传递率和损耗因子呈线性关系,当损耗因子小于0.59时,结合面处的摩擦耗散将使载荷传递率小于1。

飞翼无人机复合连续非奇异终端滑模姿态跟踪容错控制

本文针对受多源干扰和舵面故障影响的飞翼无人机系统姿态跟踪控制问题进行研究,提出了一种基于高阶滑模观测器的复合连续非奇异终端滑模主动抗干扰容错控制算法,在实现姿态跟踪误差有限时间收敛的同时,保证了控制量的连续.并且针对控制力矩的具体实现问题,文章结合飞翼无人机气动舵面冗余特性,给出了基于加权伪逆算法的舵面分配方案,该方案在满足舵面约束的情况下,保证了舵面偏转角度的最优.仿真结果表明,所提控制方案显著提升了飞翼无人机姿态跟踪精度和跟踪误差的收敛速度,并且保证了所有舵面满足偏角约束.

针刺治疗心胆气虚型失眠患者焦虑抑郁疗效研究

我国失眠患者发病率约为39.98%,高于欧美发达国家[1-2]。长期失眠会导致患者出现焦虑及抑郁的情绪,给患者生活、工作带来较大负担。目前,西医临床运用药物治疗失眠及失眠造成的焦虑、抑郁情绪,一般的用药法则为“按需使用法”[3]。虽然从用药方法、时间、剂量上已经尽可能考虑周全,但安眠药物的效用短、易成瘾、易依赖等特性并未改变,在一段时间后,仍需缩短服用间隔时间、增加剂量等来维持一定的药物疗效。

鸟撞发动机整机响应显式-隐式仿真

为了研究鸟撞作为一种典型的突加高能载荷对航空发动机关键承力构件和发动机结构安全性的影响,以某大涵道比涡扇发动机为研究对象,针对其在遭遇鸟撞后不同响应阶段的特点,使用建模软件UG和商用仿真软件Hypermesh和LS-DYNA,开发了1套鸟撞突加高能载荷作用下发动机整机动态响应分析模型,建立了航空发动机整机显式或隐式长时分析流程和方法,对比了不同分析方法的优缺点,验证了不同方法在鸟撞后发动机不同动态响应阶段整机响应规律研究中各自的优越性。结果表明:鸟撞击对航空发动机的影响主要体现在撞击阶段的叶片变形和后撞击响应阶段的不平衡载荷对承力构件的影响,且采用显式-隐式结合的方式进行分析具有较好的效果。该研究结果对于航空发动机在其他突加高能载荷作用下不同动态响应阶段的整机动态响应规律研究具有一定参考价值。

TC4钛合金外物损伤疲劳极限及预测研究

为研究外物损伤对航空发动机TC4叶片高周疲劳极限的影响,以模拟叶片为研究对象,采用空气炮法,预制不同工况下钢球冲击模拟叶片前缘外物损伤,为获得损伤叶片的疲劳极限,对损伤叶片开展了高周疲劳试验,在此基础上,通过有限元仿真探究了缺口残余应力分布对疲劳裂纹的萌生以及疲劳极限的影响,最后通过修正Peterson公式对叶片疲劳极限进行预测研究。结果表明,冲击所造成的缺口尺寸随冲击能量的增大而增大;叶片的高周疲劳极限随冲击能量增大而降低,其中缺口深度对疲劳极限的影响较大;缺口底部残余拉应力可能对叶片疲劳极限有一定影响;Peterson公式对疲劳极限进行预测所得结果误差较大,修正后预测结果误差从-30%~30%降至-15%~15%。

臭氧/过氧化氢处理高浓有机废水的研究

以某农药厂的高浓含醚有机废水为研究对象,采用臭氧(O_(3))/过氧化氢(H_(2)O_(2))联用高级氧化工艺对其进行处理,利用单因素分析方法探讨废水初始pH、臭氧浓度、过氧化氢投加浓度对氧化效果的影响。优化条件为:直接处理pH为14的原废水,臭氧浓度最高可为159 mg/L(臭氧输出为70%),30%过氧化氢总投加浓度为6.0 mL/L;优化条件下氧化降解3 h后,TOC从4834 mg/L降至780 mg/L,TOC去除率达84%,O_(3)/H_(2)O_(2)工艺对难生物降解含醚有机废水具有良好的降解效果。但进一步增大臭氧浓度或过氧化氢投加浓度并不能显著提高废水的TOC去除率,反而降低两者的有效利用率。

60 kg/m钢轨12号单开道岔转换优化数值分析与试验研究

基于60 kg/m钢轨12号单开道岔的结构优化需求,针对既有道岔转换设计方法的不足,对60 kg/m钢轨12号单开道岔的转换设计进行了优化研究。基于有限元理论建立了道岔转换精细化仿真计算模型,可基于尖轨斥离状态的实际受力确定斥离线形,与实际情况更为相符,也更偏于安全。在此基础上,对12号道岔牵引点动程的合理取值方案进行了深入研究,基于所建立的道岔转换模型,通过数值仿真试验系统分析了不同牵引点动程条件下的最小轮缘槽宽度及第一、第二牵引点动程匹配关系的变化规律,提出了第一牵引点动程160 mm、第二牵引点动程90 mm的优化方案,可在满足最小轮缘槽要求的同时,使尖轨的变形总体较为协调。基于所提出的设计方案,进行了新型60 kg/m钢轨12号单开道岔的试制和试铺,并开展了尖轨转换试验。测试结果表明:新型12号道岔第一牵引点转换力为2400 N左右,第二牵引点转换力为3300 N左右,优于既有60 kg/m钢轨12号主型道岔;最小轮缘槽满足车辆安全通过的要求,且有3 mm~4 mm的安全裕量。试验结果证明了该文提出的转换设计方法和参数优化方案的合理性、有效性。

地铁建设对地下水环境的影响:以济南市经十路为例

地铁等地下工程修建过程中的地下水环境保护问题,越来越受到广泛关注。能否准确评价地铁建设对济南地下水环境的影响程度,是实现地下水环境保护与地铁共融共生的关键。以济南某段地铁线路为例,在综合分析水文地质条件的基础上,采用解析法定量分析了地铁建设可能引起的环境地质问题,从地下水动态变化角度探讨地铁建设对于济南地下水环境的影响,综合数值模拟为地铁建设优化设计、地下水环境保护等提供科学依据。结果表明:①地铁施工建设期间对地下水环境的影响表现为施工期基坑降排水导致地下水动态暂时性变化,基坑封顶后不再需要降排水,水位逐步恢复,对地下水动态产生的影响也会随之消失。施工中要尽量采取分批次施工的方式,减少工程降水时间与总排水量,同时在总排水量较大的站点基坑外侧下游设置回灌井,采用边降水边回灌的方式施工,可消除施工降水对地下水位的影响。②根据长期水位观测资料,研究区段浅层岩溶水水位与泉水水位动态相关性较差,说明浅层地下水与泉群的连通性一般,然而为尽可能减小地铁施工对地下水径流的影响,地铁底板尽可能的浅埋;③地铁线路走向与地下水径流方向之间存在夹角,因水流受阻产生的水位壅高可能会引发地下工程渗水、涌水等工程安全问题,经计算在不采取导流措施的情况下研究区段各车站地下水壅高值范围在0.51~1.10m,通过采取导流措施将上游受阻地下水沿导水通道疏导至基坑下游,可消除水位壅高,使车站附近地下水流场接近原始状态。

N,N-二甲基甲酰胺废水专属降解菌的筛选及应用研究

从某农药污水活性污泥中分离获得3株N,N-二甲基甲酰胺(DMF)高效降解菌。经16S rDNA序列分析,鉴定为副球菌(Paracoccus)、假苍白杆菌(Pseudochrobactrum)和短波单孢菌(Brevundimonas)。通过实验数据对比分析了单菌株和混合配比形成的混合菌株对DMF的降解性能,并对配比形成的混合菌在DMF废水的整体工艺应用进行了研究。结果显示,筛选获得的菌株具有较强的高浓度DMF降解能力,能够实现全生物化工艺对DMF废水的污染物去除。

一株嘧啶降解菌的筛选、鉴定及其降解特性

采用梯度分批驯化的方法,从农药废水生化处理活性污泥中分离获得一株嘧啶高效降解菌LBQM5,该菌株能以嘧啶为唯一碳源和氮源生长。经16S rDNA序列分析,鉴定为大洋芽孢杆菌,16S rDNA序列的系统发育分析表明,菌株LBQ-M5与伊平屋桥大洋芽孢杆菌的系统发育关系最为密切,序列相似性为99.87%。结果表明,菌株LBQ-M5在温度25~40℃、pH=6.5~9.0、摇床转速150~250 r/min的条件下,均能高效降解嘧啶,在优化降解条件:温度30℃、pH=7.0、摇床转速150 r/min,初始嘧啶浓度为500 mg/L时,该菌株在24 h内的嘧啶降解率可接近100%;1000 mg/L嘧啶在36 h降解率接近100%;1500 mg/L嘧啶在48 h降解率为99.8%;2000 mg/L嘧啶在72 h降解率可达98.9%。菌株盐分耐受实验表明,在盐度(NaCl质量分数)为0.5%~2.5%时,菌株LBQ-M5可高效降解嘧啶,24 h对500 mg/L嘧啶降解率为100%;盐度在3.5%时,嘧啶降解率仍有91.2%;表明菌株LBQ-M5属于中度耐盐菌。

突加高能载荷作用下航空发动机结构动态响应及安全性综述

航空发动机在服役期间可能遭受鸟撞、叶片丢失等突加高能载荷的作用,造成发动机整机/部件动力学特性恶化和关键构件的损伤,危及发动机的结构安全性。本文从突加高能载荷复现方法与传递规律、突加高能载荷作用下转子/整机结构响应研究、突加高能载荷作用下关键构件损伤机理三个方面综述了现有研究工作,并针对近年来发展的抗突加高能载荷的安全性设计方法进行了探讨,最后分析了突加高能载荷问题的科学本质及发展趋势,为突加高能载荷作用下航空发动机安全性设计提供了重要参考。

冲击载荷下单螺栓连接结构力学行为试验与仿真研究

基于霍普金森压杆(Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB)装置,对发动机结构设计中广泛使用的螺栓连接结构开展了冲击试验,研究了冲击载荷作用下单螺栓结构的承载能力、损伤模式和失效机理,掌握了冲击速度、预紧力、装配间隙的影响规律。在瞬态显式动力学软件ANSYS/LS-DYNA中,对单螺栓连接结构的冲击试验进行了数值仿真分析,其中螺栓结构采用考虑螺纹细节的精细有限元模型,仿真获得的应变波传播规律与试验吻合良好,验证了该模型的有效性。试验与仿真结果表明:单螺栓连接结构冲击过程分为初始加载与滑移、接头双峰强加载、卸载三个阶段;冲击速度越大,冲击力峰值显著增加;增大螺栓装配间隙或适当提高预紧力均可增强螺栓连接结构的抗冲击剪切能力,而过大的预紧力则会使抗冲击剪切能力下降;螺栓的失效模式为剪切压溃失效。

矿物掺合料作为砂浆细集料的水化产物与光谱性能研究

粉煤灰、锂渣和钢渣作为工业废渣,等质量替代水泥时其利用率往往较低,为了大量地使用这些工业废渣。采用X射线单晶衍射仪、同步热分析仪、傅里叶红外光谱仪和电镜扫描分析方法,研究了锂渣、粉煤灰和钢渣替代细集料后砂浆的水化产物、光谱特性、微观形貌,并探讨了砂浆抗折/抗压强度随替代率(0%,30%,50%,70%和100%)增长的变化规律。研究结果表明:四种浆体的水化产物主要为CSH凝胶、Ca(OH)_2、少量的AFt和未水化的颗粒(Al_2O_3,SiO_2),其中水泥-锂渣浆体、水泥-粉煤灰浆体、水泥-钢渣浆体中的未水化颗粒还含有一定的Li_2O·Al_2O_3·SiO_2,Ca_(1.56)SiO_(3.5)·xH_2O和RO phas。四种浆体以3467,3 438,2 923,2 348,1 638,1 429,1 111,1 000,768,696和462cm^(-1)为特征峰,但其峰强有所不同,其活性也不同,参与二次水化反应的程度也不同,因此,水泥-钢渣浆体中Ca(OH)_2的含量明显高于水泥-粉煤灰浆体和水泥-锂渣浆体的现象;但不管是矿物掺合料替代水泥还是细集料,都在浆体中发挥着火山灰活性和填充作用。含三种100%矿物掺合料砂浆的抗折强度和抗压强度均高于纯水泥砂浆,分别(锂渣、粉煤灰和钢渣)约高37.77%/51.88%,14.71%/11.70%,91.95%/34.88%,但其达到峰值的掺量不同。因此,采用矿物掺合料替代细集料是可行的,能大幅度提高工业废渣在混凝土行业中的使用,且能达到节能减排的效果。