邮轮支柱连接节点极限状态研究与可靠性分析

为对支柱连接节点的极限状态与可靠性进行研究,建立大量支柱连接节点有限元模型,分析构件尺寸对该结构极限状态下失效模式和承载能力的影响,并通过对有限元模型计算结果进行非线性回归分析,获得考虑重要构件尺寸的结构极限承载力计算公式。在此基础上,利用上述公式建立支柱连接节点极限状态函数,形成该结构可靠性分析流程,最后通过算例对可靠性分析流程的适用性进行验证。研究结果可以对豪华邮轮支柱连接节点设计提供一定参考。

土体抗拉强度试验研究方法的进展

理论上土体的抗拉强度与抗压和抗剪强度一样是描述土体力学性质的重要指标之一,也是研究土体张拉破坏特性的基础。由于土体抗拉强度在数值上相对较小,且难以准确测量,在岩土工程领域常常被忽视。随着工程中的张拉破坏问题越来越突出,土体抗拉强度特性引起许多学者的关注,相关研究成果也越来越多。文中对土体抗拉强度试验研究方法进行了系统的归纳和总结,对比分析了各种方法的优缺点,认识到,(1)土体抗拉强度试验方法总体上可分为直接法和间接法两大类,直接法是在试样两端直接施加拉力直到试样发生张拉破坏,根据破坏时的最大拉力及对应的破裂面面积计算出土体的抗拉强度。间接法主要通过一些理论假设,把压应力转换成相应的拉应力并基于一些理论公式计算土体抗拉强度;(2)按试样受力条件,直接法可分为单轴拉伸和三轴拉伸,一般都需要开发专门的拉伸试验设备,以实现拉力荷载的施加及其在试样内的有效传递。常用的方式有粘结、锚固、模具夹持及摩擦力传递等,都各有优缺点,但模具夹持法相对而言更具操作性。间接法中比较有代表性的有巴西劈裂试验、土梁弯曲试验和轴向压裂试验等,一般较适应于刚度较大的土体如化学固化土。最后,笔者提出了今后该课题的研究重点,包括制定土体抗拉强度试验方法规范及标准,研发简单易操作的土体拉伸试验设备,拉伸试验过程中土吸力的测量及控制方法,土体拉伸过程中应变场的准确获取方法及土体张拉特性的数值模拟研究等。

土体龟裂力学机理及理论模型研究进展

土体龟裂是一种常见的自然现象,它对土体的物理力学性质有重要影响,是许多工程地质及环境地质问题的重要诱因。开展土体龟裂研究,探讨其形成机理并构建相应的理论模型,一直是本课题的研究重点和难点。根据近年来国内外围绕土体龟裂所取得的研究成果,着重对土体龟裂的力学机理及相关理论模型研究进展进行了归纳和总结,并依据各模型的理论基础及其特点进行了分类和评价,得到如下主要认识:学界关于龟裂的形成机理尚未有统一认识,主流观点认为龟裂是土体张拉破坏的一种表现形式,张拉应力和抗拉强度是控制龟裂形成的两个关键力学指标,但上述力学机理不能解释所有的土体龟裂现象。与土体龟裂相关的理论模型总体上可以分为4大类:(1)以断裂力学为理论基础的模型:代表性的有线弹性断裂力学模型、弹塑性断裂力学模型和基于线弹性断裂力学的有限元模型;(2)以张拉破坏为理论基础的模型:代表性的有线弹性力学模型、剪切破坏模型、弹性力学模型和黏性开裂模型;(3)以土体干缩变形过程为基础的含水率-体积变化模型;(4)以土体固结理论为基础的应力路径分析模型。在此基础上,进一步对各模型的适用条件及不足之处进行了评价。最后,笔者对该课题今后的研究重点和方向提出了建议,包括:蒸发过程中土体微观结构变化及微观力学分析;蒸发过程中孔隙水的迁移过程、分布特征及赋存状态研究;土体收缩研究;土体抗拉强度研究;裂隙发育宽度及深度预测理论模型研究;龟裂发育几何形态特征预测理论模型研究。

界面粗糙度对土体龟裂影响的试验研究

土体在蒸发干燥的过程中会产生龟裂现象,从而极大地改变其工程性质,引发各种工程地质灾害。为了研究界面粗糙度对土体龟裂的影响,设计了两组龟裂试验,分别在试样容器底部涂抹凡士林(S1)和粘贴砂纸(S2)来改变试样与容器界面的粗糙度。试验过程中,定期对土体裂隙发育情况进行拍照记录,并采用数字图像技术对裂隙几何形态特征进行定量分析,得到不同界面粗糙度条件下土体龟裂的动态发展过程及相关参数,结果表明:(1)土体蒸发过程可分为3个典型阶段:常速率阶段、减速率阶段和残余阶段;(2)龟裂发育过程也可分为3个典型阶段:主干裂隙生成阶段、次级裂隙生成阶段和裂隙扩展稳定阶段;(3)界面粗糙度对龟裂发育过程有重要影响。对于基底相对光滑的界面,土样呈整体向中心收缩趋势,表面几乎不产生裂隙。对于粗糙的界面,受基底摩擦作用,土样表面发育纵横交错的裂隙网络。在不同的裂隙发育阶段,界面粗糙度对裂隙率增长速度影响不同。界面粗糙度越高,最终稳定时的表面裂隙率越低。

土体水分蒸发模型研究进展

土体水分蒸发是土体-大气物质和能量交换的主要过程之一,对土体的工程性质有重要影响。尤其是近些年来,受全球气候变化影响,极端干旱性气候频繁发生,与蒸发相关的岩土和地质工程问题越来越突出,逐渐成为国际研究的热点。建立土体水分蒸发模型是该课题研究的首要目标,对准确评估和预测气候作用下土体水分场信息有重要理论和现实意义。着重对国内外学者近几十年来围绕土体水分蒸发模型所取得的研究成果进行了归纳和总结,依据各种模型的理论基础进行了分类,总体上可分为表面能量平衡模型、水量平衡模型、质量传输模型、阻力模型、温度-风速模型及吸力模型等六大类别。在此基础上,分别阐述了各类模型的研究进展,并对其中一些代表性模型进行了详细介绍,对比分析了各个模型之间的联系与区别,并探讨了它们的优缺点和适应条件。总体而言,现有的模型存在重气象因素而轻土性因素的特点,对砂土和饱和土具有较好的适应性,而对黏性土和非饱和土的适应性较差。基于此,结合本学科的特色和研究背景,提出了今后该课题的研究重点,包括非饱和土的蒸发模型问题研究、黏性土水分蒸发模型研究、考虑土体裂隙参数的土体水分蒸发模型研究、构建通用型的土体水分蒸发模型等几个方面。

气动书籍连动装袋装置设计

目的设计一种气动书籍连动装袋装置,以实现书本自动装袋包装的功能。方法通过对书籍包装现状的分析,研究气动书籍连动装袋装置开袋动作和装袋动作的工艺流程,设计出一种适合书籍装袋包装的装袋装置,利用Matlab建立运动力学数学模型,并利用ADAMS进行仿真,最后进行实际测试。结果包装机的包装速度大约为22本/min,包装成功率稳定在96%左右,且破袋率保持在3%以下,包装质量较好。结论该气动书籍连动装袋装置开袋推书动作稳定、高效,实现了书籍自动装袋功能。

小型茶树开沟和施肥一体机的设计和仿真

目前,在广西等地区的茶树开沟和施肥主要依靠纯人工的方法进行,虽然有用于茶树开沟与施肥的机械,但限于成本及广西丘陵地带地理条件的制约,市场上的茶树开沟机械不适合于广西地区使用,而人工的方法劳动强度大,不利于大规模地进行茶树的种植。为了解决农民在小型茶树开沟和施肥过程中劳动强度大等问题,提出了一种小型茶树开沟和施肥一体机,并在此之前申请了国家发明专利。为此,运用UG对该机械进行设计及仿真运动,实现茶树开沟和施肥的机械化,并降低茶树种植的劳动强度,提高茶树种植业的经济效益和产品化水平,满足茶叶的增长需求。

红树林种子泥模定位播种机设计与仿真

红树林是我国海岸湿地生态系统的重要类型之一,不合理的开发活动使我国红树林面积剧减,且自然生长的红树林存活率极低。为此,设计了一种红树林种子泥模定位播种机,并运用UG、Adams等软件对该机器进行改进设计。通过生成数据图线并计算分析,验证了泥模定位的可行性。同时,制造出实物样机,并选择合适的试验方式进行再一次检验。试验结果表明:使用该机使种子发芽率达到97%,且可靠性好,并保证了工作的效率。

基于UG与Adams对高度可调式甘蔗运输机的设计与仿真

对于甘蔗在运输上车目前均为人工作业,并应对运输汽车的车厢底板高度不一的问题,提出一种甘蔗运输机用于实现甘蔗运输车的半机械、半人力作业。通过虚拟样机Adams动态仿真,以及运用Mat Lab对仿真结果进行分析的方法,对甘蔗运输机工作可行性进行分析,结果表明,甘蔗运输机可以满足农民对甘蔗运输上车的要求。

土体龟裂研究方法

土体龟裂是一种常见的自然现象,会对土体的工程性质产生显著的负面影响,是许多工程地质和环境地质问题的直接诱因,要研究龟裂,首先需要解决研究方法问题。基于国内外近些年围绕龟裂所开展的工作,着重对研究方法进行了系统的归纳和总结,对比分析了各种方法的优缺点,得到如下认识:(1)土体龟裂研究方法总体分为试验研究和数值模拟研究两大类,试验研究又可分为室内试验和现场试验,目前该课题主要以室内试验为主;(2)室内试验常用的试样主要有泥浆样和压实样两种,且前者更受学界欢迎;(3)土体龟裂试验主要涉及两方面的关键仪器设备,一方面是用于控制试验的环境条件,代表性的为环境箱,另一方面是用于监测龟裂发育过程的相关参数,尤其是裂隙几何形态参数,代表性的有图像采集装置、激光扫描仪、CT机、ERT和分布式光纤等;(4)在试验方法方面,多采用控制变量法研究一个或几个参数对土体龟裂形成及发育规律的影响,包括试样初始状态、尺寸大小、厚度、土质成分、环境温度、相对湿度、试样/容器接触条件和干湿循环次数等;(5)采用数字图像处理技术能快速提取龟裂网络的几何形态结构参数,较其他技术更具前景;(6)现场试验可以最大限度的反映真实裂隙的形成和发育规律,但由于这类试验费时费力投入大等客观原因,报道相对较少;(7)数值模拟是研究土体龟裂的重要手段之一,但由于现阶段关于龟裂发育机制没有统一认识,相关研究还处于起步阶段。最后,针对当前的研究不足提出了今后土体龟裂课题的研究重点。

纤维加筋土坯的蒸发过程及抗拉强度特性

土坯作为一种生态、低碳和环保的建筑材料,其力学性能是学界和工程技术人员关注的重点。为了提高土坯的综合抗拉特性,提出采用纤维加筋技术对土坯进行改性处理。通过模拟土坯的形成过程,制备了一系列不同纤维掺量(0~0.2%)、初始含水率(16.5%~20.5%)和干密度(1.50~1.70 g/cm^(3))的压实土坯试样,进行自然干燥处理,并对干燥后的土坯试样开展了一系列劈裂试验,重点分析了纤维掺量和初始压实状态对土坯干燥失水过程及抗拉强度的影响。结果表明:(1)纤维加筋对土坯的干燥失水过程没有明显影响,但加筋土坯的残余含水率随纤维掺量呈"先降后升"趋势;(2)纤维加筋能显著提高土坯的抗拉强度,但其对抗拉强度的贡献随掺量的参加呈"先升后缓"趋势,对南京地区的下蜀土而言,其最优纤维掺量为0.1%,且纤维加筋能有效抑制土坯的脆性破坏模式,改善土坯的残余抗拉强度和韧性;(3)提高土坯制作时的初始含水率和初始干密度对改善土坯的抗拉强度和纤维加筋效果有较好的正面作用;(4)纤-土界面的微观力学作用及纤维的"桥梁"作用是控制纤维加筋土坯综合抗拉特性的关键因素。

智能实验室管理与控制系统的设计

针对目前实验室由人工管理而引起的低利用率以及存在安全隐患等问题,设计并实现了一种基于物联网感知的智能实验室控制系统。为了实验室管理员能在移动端随时了解实验室的相关环境状态并对实验室设备进行远程操控,本课题构建了基于物联网感知的实验室控制系统,包含环境检测、后台管理系统和门禁设置三大模块。结合传感器技术、RFID技术、物联网网关技术和WiFi技术等,系统可以在环境监测模块对实验室的环境参数进行实时的监测、采集和分析处理,在服务器端可以控制实验室照明的开关等,实现了物联网实验室的智能化、可控化,且集成化程度较高。本系统能够有效利用实验室资源,实现人力资源的节省和合理分配,改善实验室环境,且在一定程度上减少能源的消耗,对科研人员研究效率和实验室利用率的提高以及我国科研事业的发展起到了积极的作用。

基于SST反演的鱼类迁徙预测

基于MODIS数据利用分裂窗算法对北大西洋苏格兰海域沿岸的水面温度进行反演,成功得到了跨度为21年的历史SST间断数据。运用基于时间序列的ARIMA预测模型,利用反演数据对未来50年的苏格兰海域SST进行预测,并结合鲱鱼与鲭鱼适宜生存的水温,预测出未来两种鱼类最有可能聚集的位置。捕鱼公司无法捕鱼的时间点最早可能在2045年,最晚可能在2056年,经过时间约25~36年。针对鱼群的迁徙路线判断出是否有部分鱼类进入他国领海,结合小型捕鱼公司的净利润判断其经营方式是否合适,并对公司选址位置进行分析,给出相应的战略建议。

明清戏曲小说版画中传统园林设计的探析

明清时期的戏曲小说版画是人们记录、诉说的一种方式,能记录当时人们的诉求与社会文化。同时,其中的插图版画既是对部分居住场所的真实再现和主动模仿,又是文学作者和版刻画师情感的表达,更是对古代人们外部生活环境的客观记录与主观描绘。通过对古代园林版画的解析,可从中提取园林艺术元素,并汇总成为具有文学素养、品位的传统造园设计图稿案例。

高放废物处置库中缓冲/回填材料膨胀特性研究进展

根据近年来国内外学者的研究成果,重点从缓冲/回填材料膨胀性试验方法、影响膨胀性的主要因素和膨胀机理等方面总结了该课题的研究现状及进展,得到如下认识：（1）在试验方法方面,根据加载条件可将膨胀率试验分为有荷和无荷两种形式,而膨胀力试验方法主要有三种,不同试验方法获得的膨胀力存在差别;（2）三向膨胀试验为研究缓冲/回填材料膨胀性各向异性提供了可行的途径,柔性边界试验可模拟更真实的膨胀环境;（3）影响缓冲/回填材料膨胀特性的主要因素包括矿物成分、孔隙溶液性质、干密度、初始含水率和添加剂性质等;（4）针对膨润土/添加剂混合物的膨胀性,学界基于膨润土含量、密度、孔隙比等参数提出了多种预测模型;（5）缓冲/回填材料的干密度和试样尺寸会影响其收缩特性。针对目前该课题的研究现状和不足,提出了今后的研究重点和方向,主要包括复杂耦合条件下的膨胀特性、三向膨胀试验与多边界条件试验、具体应用研究、收缩特性研究、添加剂与膨润土相互作用机制、大尺度长期室内模型试验和原位试验等。

基于样本映射与动态Kriging的飞行器离散连续优化方法

针对复杂飞行器系统离散连续混合优化计算成本高、全局收敛性差等问题,提出了一种基于样本映射与动态Kriging的离散连续优化方法(SMDK-DC)。该方法采用Kriging代理模型代替高耗时仿真模型以降低计算成本,并定制一种基于综合曼哈顿距离准则的样本点映射机制,在连续-离散空间内高效生成满足均布性要求的真实样本点。将期望改善度准则与重点采样空间方法相结合,辨识优质新增样本点,持续动态更新Kriging,引导离散连续优化过程快速收敛。标准数值算例测试结果表明,与SOMI、NOMAD等国际同类方法相比,SMDK-DC方法在全局收敛性与鲁棒性方面具有显著优势。使用该方法求解固体火箭发动机多学科设计优化问题,优化方案在满足燃烧室、内弹道等学科约束条件前提下,使得发动机总冲提升12.92%以上,且优化收益较SOMI方法提高1.71%,从而验证了本文工作的有效性与工程实用性。

第十届陈省身杯全国高中数学奥林匹克试题另解

【说明】本文解答均选自本届学员考场试题解答及阅卷人给出的解法.第3题甲、乙两人由甲开始用红、蓝铅笔轮流对1-2019这2019个正整数二染色,要求相邻正整数不能异色.若所有数均染成同一种颜色,则乙胜;若还有数没有染色但轮到的人无法对任意一个没染色的数染色,则此人输.问谁有必胜策略?

明清戏曲小说版刻插图的园林图像汇编整理

中国戏曲经历汉、唐时期的发展,到宋时初具规模,经过了元代杂剧的发展,到了明清时期,已经呈现出蓬勃鼎盛的状态。中国小说发展从两汉的远古神话,历经六朝时期的笔记小说、唐代的传奇小说、宋元的话本小说,在明清时期的章回小说到达顶峰期。中国的古典园林是华夏文明历史浓墨重彩的一笔,研究其特点需要借助中国典籍。该文通过汇编、整理明清时期的戏曲小说中的版刻插图,研究中国古典园林风格。

华能青年,硬“核”力量——记中国华能集团有限公司华能山东石岛湾核电有限公司运行部

2023年12月6日,世界的目光再次聚焦于山东荣成市石岛湾核电站。当天,国家重大科技专项标志性成果、全球首座第四代核电站——高温气冷堆示范工程正式投入商业运行。这不仅代表世界第四代先进核能技术从“实验室”进入“工程应用”新时代,更标志着中国在第四代核电技术研发和应用领域达到世界领先水平。