直角凸壁面附近非对称位置的空泡动力学行为实验研究

空化破坏现象在核电厂中广泛存在。为了更深入地揭示空化破坏的机理,本文借助高速摄影实验系统,研究了直角凸壁面附近非对称位置空泡的动力学行为。具体分析了空泡的轮廓变形,形心的移动距离和方向,以及空泡射流的方向随着空泡与壁面相对位置d、h的变化规律。本文主要结论如下:(1)空泡的变形与空泡和固体壁面的相对位置d、h有关。随着空泡与右壁面的距离d的增大,空泡的非对称性越来越弱。随着空泡与上壁面的距离h的增大,在整个空泡的动力学过程中空泡的非球形特征逐渐减弱。(2)在空泡的溃灭和再生长过程中,空泡形心会持续地向左下方移动,且形心向左移动的距离随着d和h的增大而明显减小。(3)当空泡与上壁面的距离h适当时,会产生明显的斜向左下方的射流现象,且射流方向角θ随着d的增大而增大。

适应多种立面的磁吸附爬壁机器人转弯特性分析

现有的磁吸附爬壁机器人无法满足同时在平直壁面与凹凸曲面上的作业要求,提出了一种带有柔性履带结构的爬壁机器人,确保机器人在多种立面上的可靠吸附。根据机器人在平直壁面实现转弯的两种情形,建立了机器人转弯力学模型,推导出电机输出转矩方程,经计算,履带驱动电机转矩应不小于2.5 N·m。分析了机器人两侧履带随曲面曲率的变化情况,利用几何关系探究了机器人在曲面曲率半径为0.5~3.0 m的凹凸曲面上转弯时,柔性履带机构的姿态变化规律。该研究为机器人进一步优化设计、电机选型与应用场景选定提供了理论依据。

上海地区装配式住宅预制外墙与现浇混凝土竖向防水技术

针对目前装配式住宅预制外墙与现浇混凝土竖向结构连接部分存在的防水结构缺陷,从竖向刚性结构防水节点开发的角度展开研究,通过新型装配式住宅预制外墙竖向构件生产、模拟接缝施工、中试验证及效益分析,形成适用于装配式混凝土外墙的竖向刚性结构防水节点技术,可有效解决装配式混凝土外墙防水连接的渗水和漏水问题,实现与建筑结构同寿命,推动装配式建筑的可持续发展。

基于凸形集磁器的管件电磁胀形电磁力及成形性分析

针对传统管件电磁胀形存在的壁厚减薄以及轴向变形不均匀的现象,提出了基于凸形集磁器的管件电磁胀形方法,通过调控径向电磁力分布以及轴向电磁力协同加载,为同时改善管件的壁厚减薄量过大和轴向变形不均匀提供了新的技术途径。为验证成形有效性,利用COMSOL软件构造了管件二维轴对称电磁-结构耦合模型,对比分析了有无凸形集磁器时径、轴向电磁力分布、轴向变形均匀性和壁厚减薄量变化,并研究了凸形集磁器内外壁高度对管件成形的影响。结果表明,相较于传统管件胀形,新成形方法下管件轴向变形均匀性提高了4.2倍,壁厚减薄量减小了33%。

基于SLAM点云数据的室内墙线提取算法研究

针对SLAM技术获取的室内点云数据,提出一种先基于离散点云提取墙面点,再基于图像处理提取墙线的方法。该方法首先采用法向量粗提取墙面点,将粗提取的墙面点降维后,依据局部空间特征精确提取墙面点,再将点云数据转为二值图像,采用边界提取、膨胀、腐蚀、骨架提取和骨架特征点提取的方法处理图像,最后结合凸包算法实现室内墙线的提取。通过对某地下车库的SLAM点云数据分析进行验证,结果表明本文算法可准确有效提取室内墙线。

侧围C柱三角窗下部褶皱的原因分析及解决方案

对侧围C柱三角窗下部褶皱进行原因分析,并通过在工艺补充区域增加凸包的工艺方法消除褶皱,保证制件满足生产要求。

保留现状凹凸型混凝土挡墙饰面改造施工技术

为提高河流型碧道现状隐患挡墙改造施工效率、节约工程施工工期及成本、减少汛期施工风险,以龙岗河干流碧道现状凹凸型混凝土结构挡墙改造工程为例,分析对比拆除重建挡墙、批灰刷腻子等工艺更适用于该环境,且该施工技术采用角向磨光机抛光翻新、涂抹着色剂调色、喷涂水性混凝土保护硅透明漆进行混凝土表面保护,对周边环境影响小、操作便捷、观赏价值高,经济环保。

地下连续墙成槽过程中阳角处槽壁的稳定性分析

利用极限分析上限解理论分析了泥浆护壁作用下阳角处槽壁的稳定性,建立了失稳面为对数螺旋锥面的三维失稳模型,得到内耗散功率、重力功率、泥浆压力功率的表达式,通过求解能量平衡方程得到了槽壁安全系数的上限解,并研究了在不同参数(泥浆容重、泥浆液面深度和内摩擦角等)下槽壁安全系数的变化规律.结果表明,随着泥浆容重、黏聚力、内摩擦角的增加,槽壁安全系数增大;随着泥浆液面深度、开挖深度、开挖步长的增加,槽壁安全系数减小.

小型薄壁件钻模装备的设计与开发

小型薄壁件的钻孔加工是零件加工的一个中的难题,研究小型薄壁件的钻孔加工具有重要的价值和意义。基于钻模装备实施小型薄壁件的钻孔加工,可以提高小型薄壁件钻孔加工效率、保障加工精度和提升生产效益。通过精准性与一致性、模块化与多样性、可持续性和经济性的设计原则,结合结构构成与精准加工,解决了装夹困难问题,保障了零件加工精度,提高了钻孔工作效率。通过分析零件工艺分析拓展、定位基准选择、工装方案设计、钻模套设计和零件加工过程实施装备制作,进一步完善简化其结构,为钻模装备的应用提供支撑。

复合土钉墙的角部空间效应及变形性状分析

复合土钉墙的阴角及阳角处具有较明显的空间效应,而一般分析中往往将基坑中部剖面的分析结果应用于复合土钉墙的阴角及阳角部位,偏于保守或不安全,对复合土钉墙进行三维有限元分析,分别研究了阴角和阳角处的变形特性,结果表明,复合土钉墙的最大的水平位移发生在邻近阳角处的阳角面上,该处为复合土钉墙最危险处,同时复合土钉墙的阴角处水平位移显著小于阳角处水平位移,安全性较高。

散体材料对圆弧形外凸挡墙的主动侧压力

应用极限平衡理论,假定圆弧形外凸挡土墙任意深度对应的滑移楔同时达到极限平衡条件,并恰当考虑滑移楔2个径向侧面上正压力(内力)的影响,建立了一个计算无黏性散体材料对圆弧形挡土墙侧压力的理论方法,能够适合墙后散料锥堆和平堆两种情况。该方法给出了侧压力随深度的非线性分布特征,与试验相符,并能够预测出当忽略滑移楔2个径向侧面上的正压力时,会导致理论值相比实测值偏小,将理论曲线与实测数据对照,证实了这一预测。当恰当考虑滑移楔2个径向侧面上的正压力时,能够使理论曲线与实测数据符合良好。

内壁多凸起炉膛对增强辐射换热强度的Monte-Carlo方法计算

用Monte-Carlo方法对内壁多凸起炉膛增强辐射换热强度的作用进行了定量计算,并讨论了炉膛内壁黑度、内壁凸起物的排列方式、凸起物高度等因素对辐射换热强度增强程度的影响。

非凸截面管与多胞方管轴向冲击能量吸收性能对比研究

研究了非凸薄壁管在轴向冲击下的能量吸收性能,并与方管以及多胞方管进行了比较分析。首先,采用显式非线性有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对比分析了这三类薄壁管在壁厚相同情况下的能量吸收性能。然后,在一定的材料用量限制(相同的质量)、一定的能量吸收量需求以及一定的极限峰值力要求等三种情况,比较了这三类截面薄壁管的冲击能量吸收性能。研究表明,非凸截面管在所研究的四种条件下无论在能量吸收效率还是在载荷一致性方面都远远优于方管。此外,非凸截面薄壁管在能量吸收效率方面也显著优于多胞方管,在载荷一致性方面与多胞方管相比各有优劣。

高温壁面凸起物对增强辐射换热的分析与计算

用Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ方法对高温壁面布设凸起物以增强辐射换热强度的作用进行了定量的计算，并探索了在高温壁面上布设凸起物的排列方式、凸起物高度、凸起物形状等因素对增强辐射强度的影响程度．

支持建筑墙体造型创新设计的方法研究

进一步研究了建筑墙体造型的自动化设计,提出了建筑墙体设计的新方法,该方法通过线性不等式围成的凸空间来定义墙体设计的初始元,限制初始元所在的空间为以坐标原点为中心的一定大小的包围盒,并定义这些初始元的空间关系。鉴于建筑墙的特殊性,空间关系限制为相交关系,这里的相交包含相接。对空间关系的定义采取两种方式,一是由用户来手动设置,二是由计算机随机设置,采用向量空间定位法来判断空间关系的有效性。如果空间关系有效,则迭代执行两个形状衍生规则,计算得到不同的造型,空间关系不同、衍生代数不同得到的造型也就不同。该方法实现了建筑墙体设计的自动化和智能化,从而达到了辅助设计的目的。

长轴类大变截面复杂锻件精确成形缺陷控制

针对长轴类大变截面复杂锻件精确成形过程中存在充不满和模具寿命低的问题,采用数值模拟技术与生产试制结合的方法,研究了某微车四拐曲轴精确成形过程中上述两种缺陷形成的原因,提出了一种通过设计适合的预锻模来控制成形过程中金属流动状态、避免充不满和减少锻模磨损的方法。在该预锻模中,采用阻力墙形式构造飞边槽,采用凸形连皮结构连接多个大变截面。通过优化预锻模具的结构参数改善金属在模膛内的充模状态,实现长轴类大变截面复杂锻件精确成形过程中的缺陷控制。结果表明,在预锻模具中距模具型腔的位置为10mm设置斜度为10°,间隙1～2.5mm的阻力墙并采用中间厚度为18mm的凸形连皮连接各个变截面,可以将四拐曲轴终锻模具的寿命由原来的每套4500件提高到每套7800件,将材料利用率由原来的66.2%提高到88.3%。

教育体系演变史视野下的“五七公社”典型工程设计教学——以四平大楼的教学和设计为例

四平大楼是由戴复东1975年带领同济师生进行典型工程设计教学而诞生的建筑作品。结合典型工程进行设计教学,是教育革命中作为土木建筑单科类新型工科大学试点的同济大学"五七公社"所实验的"新型"设计教学方法。文章简略梳理了同济大学"五七公社"建筑学专业相关教材,并深入解读与四平大楼设计教学直接相关的自编教材《住宅建筑设计》《高层住宅实例汇编》。在此基础上,文章阐明四平大楼为代表的典型工程设计教学在整体教学计划中的定位;同时通过对设计图纸等信息的解读,力图呈现四平大楼的教学与设计过程;最后从建筑教育体系演变史角度,指出四平大楼为代表的典型工程设计教学的历史经验与研究价值,以及对当下建筑教育和设计实践的启发。

温室不同结构内墙体对其温效应的影响

以温室内墙体比表面积一致的凸式墙体(T)和凹式墙体(A)作为处理,以常规平面墙体作为对照(CK),研究温室不同结构内墙体对其温效应的影响。结果表明:采用凸式墙体或凹式墙体均可提高温室的温效应,使温室内地温、月平均日温、月平均夜温、月平均最低气温以及一天内的气温明显提高。随着墙体深度的增加,墙体的最低温度增加而最高温度降低,其中凸式墙体处理的12cm、18cm、24cm墙体深度最低温度和最高温度均表现最大,而平面墙体最小,显著低于凸式或凹式墙体。采用凸式墙体(T)或凹式墙体(A)均可有效提高温室的蓄热能力,其中凸式墙体(T)白天吸热最多、夜间放热最多,具有更好的蓄热性能。

弯曲通道中凸、凹表面水膜流动特性的数值研究

针对航空发动机吸雨的问题,建立了气流与壁面水膜双向耦合作用的数值分析方法,对弯曲通道中凸、凹表面水膜流动特性进行了数值研究。结果表明:弯曲通道中二次流的作用引起凹面水膜向凸面迁移,在凸面沿垂直流动方向两端形成水膜的聚集区,在凹面的两端则出现水膜厚度减小的现象;来流马赫数与凸、凹表面水膜厚度成负相关关系,水膜流量与凸、凹表面水膜厚度成正相关关系;进口气流角增大导致凸面水膜厚度增大、凹面水膜厚度减小;通道曲率增大引起凸面水膜沿流动方向加剧收缩;相界面处压力波动是引起水膜波动的原因,水膜厚度的波动幅度与来流马赫数和进口气流角成正相关关系。该结果可为改善航空发动机吸雨引起的气动特性恶化问题研究提供参考。

复合土钉墙阳角部区域土钉受力性状分析

复合土钉墙中,突入基坑的阳角较基坑其它区域稳定性较低,风险也更高,由于阳角部位受力较复杂,一般分析中往往进行简化,将基坑中部剖面的分析结果应用于阳角部位,偏于不安全。针对这一情况,对复合土钉墙的阳角进行三维有限元分析,研究了与阳角不同距离的土钉受力状况,结果表明受力最大的土钉出现在长边邻近阳角的区域,该处较阳角的转折点更不安全,为最危险处。