粒子群自进化算法求解物流装箱问题

为了解决当今物流行业中装载货物类型为强异构的情况,提高装载填充率和效率,提出了一种求解三维装箱问题的元启发式算法——粒子群自进化算法。算法包含两部分:极限点构造启发式算法和粒子群自进化规则。极限点构造启发式算法引入了极限点的概念,利用新的极值点思想推导出了三维装箱问题的启发式算法。粒子群自进化规则提出了在货物装载序列中表示粒子的方法,推导了粒子间交叉、变异算子,在极限点构造启发式算法的基础上不断迭代进化完成货物的装载。通过不同结果的比对,证明该算法显著提高了物流装载的空间利用率,强异构货物的平均装载率达到了85%,验证了算法在强异构货物下的有效性与优越性,并给出了货物装载的三维模型。由于实际测试集的缺少,分别为机腹仓装载类和集装板类模型提出了实例生成器,通过生成器的测试集验证了算法在实际应用中的紧凑性、实用性和快捷性。

U型高处作业平台提升吊点位置分布

目的研究U型高处作业平台的组成结构,探讨选择U型平台提升吊点分布位置的合理性.方法利用最优吊点原则及悬吊平台结构尺寸,对平台吊点基本位置进行初步确定,并分析活荷载的变化对平台稳定性的影响,通过计算吊点处随活载荷变化而产生的最大载荷,确定钢平台所选用提升机类型.结果确定了三吊点作业方案满足U型钢平台提升要求和设计要求.根据计算得出的平台重心位置及钢平台结构尺寸,确定了钢平台3个提升吊点分别设在短边2个1.5 m钢平台连接处和两个长边上2.5 m平台及1.5 m平台连接处,并且确定了此型钢平台所选用提升机类型为ZLP630型提升机.结论合理地选择吊点的分布位置保证了U型平台在运动过程中的平稳性,极大地改善了U型平台整机安全性,对异型高处作业平台推广应用具有重要实用价值.

支撑股骨头防止塌陷的空芯钛棒设计及生物力学分析

背景:在治疗早期股骨头坏死的众多方法中,空芯钛棒的临床应用得到国内外诸多学者的认可,但关于空芯钛棒支撑股骨头病变区域预防其塌陷设计的体外生物力学分析未作报道。目的:探讨支撑股骨头空芯钛棒设计及防止股骨头塌陷的生物力学可行性,为临床应用提供理论依据。方法:取成人尸体股骨头颈标本15只,随机分为正常组、髓芯减压组、髓芯减压+空芯钛棒置入组,每组5个标本。将标本置于生物力学机中,股骨头顶部施加压力并逐渐增大至股骨头塌陷,记录股骨转子窝、股骨矩、股骨大转子下3点的应变,及股骨头塌陷时的最大载荷(破坏极限点载荷),并进行统计学比较。结果与结论:①3组标本载荷到300N时,正常组股骨转子窝、股骨矩、股骨大转子下3处应变值比较差异无显著性意义(P>0.05);髓芯减压组股骨转子窝、股骨矩应变值比较差异无显著性意义(P>0.05),但股骨大转子下应变值明显大于股骨转子窝、股骨矩(P<0.05);并且正常组股骨转子窝、股骨矩处应变值大于髓芯减压组,而股骨大转子下应变值小于髓芯减压组(P<0.05);②髓芯减压+空芯钛棒置入组股骨转子窝、股骨矩、股骨大转子下3处应变值比较差异无显著性意义(P>0.05);但髓芯减压+空芯钛棒置入组股骨转子窝、股骨矩处应变值大于髓芯减压组,而股骨大转子下应变值小于髓芯减压组(P<0.05);而正常组、髓芯减压+空芯钛棒置入组之间比较,差异无显著性意义(P>0.05);③3组标本加压致股骨头发生塌陷时破坏极限点的载荷是不同的,髓芯减压组破坏极限点的载荷明显小于正常组、髓芯减压+空芯钛棒置入组(P<0.05),而正常组、髓芯减压+空芯钛棒置入组破坏极限点的载荷差异无显著性意义(P>0.05);④提示用于支撑股骨头的空芯钛棒具有诸多设计优点,符合临床患者人性化需求,空芯钛棒置入可以有效改变髓芯减压后股骨头负重时的应力分布,使得生物力学性能接近正常,具有良好的支撑作用,可有效防止股骨头塌陷,为临床应用空芯钛棒治疗早期股骨头坏死提供了生物力学依据。

工程结构整体屈曲的临界荷载分析

很多工程结构的承载力取决于整体屈曲分析所确定的稳定承载能力．一般认为特征值屈曲计算值是非线性屈曲计算值的上限,而且按照第一阶屈曲模态施加初始缺陷必将减小临界荷载,通过数值计算表明实际工程中会出现相反的结果,并根据屈曲理论研究了上述现象的机理．比较了不同的屈曲类型屈曲后平衡路径的发展特征及其缺陷影响,采用若干典型结构作为算例对特征值屈曲分析进行探讨,发现其适用范围为直柱、框架及平板结构,并以实际结构为例进行了验证．通过分析得知:不同类型的屈曲形式有着不同的缺陷敏感性;屈曲后平衡路径的发展特征决定了特征值屈曲分析的偏差情况;对极值点屈曲的结构进行临界荷载分析,需要施加正负缺陷进行比较以得到最低临界荷载值．

N-1故障后系统小干扰电压稳定极限点计算

构建了负荷采用三阶感应电动机并联恒阻抗表示的电力系统短期电压稳定分析数学模型,并推导出负荷增减的表示方法。根据系统小干扰方程状态矩阵特征值为零的特点,提出了计算小干扰电压稳定极限点的数学模型,以求得N-1故障后系统从当前运行状态到电压稳定极限点需增减的负荷。通过对发电机稳态方程中功角的三角函数项引入辅助变量,将极限点计算模型转化为关于未知量的线性或二次函数,进而可采用最优乘子牛顿法计算极限点,以解决极限点处系统稳态方程雅可比矩阵奇异带来的收敛困难。IEEE9节点系统和IEEE39节点系统的计算结果表明该方法能够可靠地收敛到N-1故障后系统的小干扰电压稳定极限点。

极限诱导分岔最小负荷裕度计算方法

由于极限诱导分岔点处的潮流雅可比矩阵非奇异,因此电压稳定裕度对参数灵敏度的计算存在困难。对此,采用分岔点处参数灵敏度计算的新方法,只需求解一个左端系数阵为扩展潮流雅可比矩阵的线性方程组,进而提出了包含极限诱导分岔点在内的静态电压稳定最小负荷裕度计算方法。该方法结合负荷增长模式及其波动形式,建立了连续潮流模型和求取最小负荷裕度的优化模型。IEEE 118节点系统的仿真算例验证了所述方法的简单有效性。

基于最优乘子潮流确定静态电压稳定临界点

给出了一种基于最优乘子潮流求静态电压稳定临界点的新方法。与连续潮流或直接法求解电压崩溃点不同,该方法从潮流的可行域外出发,利用潮流迭代过程中最优乘子的值和最小二乘解提供的信息,沿注入功率变化的方向逼近电压崩溃点。给出了判别和计算鞍结型和约束诱导型分岔点的方法,分析了逼近过程中的各种可能情况。对多个算例测试的结果表明:所提出的方法通过几次迭代即可收敛于静态电压稳定临界点,计算结果与应用连续潮流和直接法一致。

鞍结分岔与极限诱导分岔的电压稳定性评估

提出了一个改进的约束优化方法来计算电压稳定性评估指标——负荷裕度,并以此来评估新型的电压崩溃现象——极限诱导分岔和传统的鞍结分岔。为了和现有的一些电压评估算法保持一致性,发电机无功极限约束被引进到了优化问题的约束条件中,并以此来判定无功/电压约束转换点和判断系统的电压崩溃类型。针对不同的系统模型,文中给出了各个系统的电压崩溃类型和负荷裕度。算法的有效性通过IEEE30,57,118母线系统、西日本(West-J)27母线系统和1个1047母线系统模型的仿真的得到了验证。该方法可有效地应用于电力系统电压稳定分析与评估领域。

推力桩允许极限点确定方法的研究

本文对现有的确定推力桩允许极限点的方法作了述评,指出其缺点或存在的问题。提出了用综合刚度原理和双参数法确定推力桩允许极限点的方法,可以付诸工程实用。

结构稳定性分析中ANSYS的应用

从结构稳定性的基本概念出发,分析了目前在利用ANSYS进行结构稳定性分析中存在的一些概念上的模糊与混乱,提出了一种判别结构失稳类型并找到分枝点失稳类型结构临界荷载的简单近似方法。

自平衡试桩法荷载箱埋设位置探讨

自平衡试桩法是检测单桩竖向抗压极限承载力的一种试验方法。荷载箱的埋设位置是检测成功与否的重要因素之一。结合工程实例,就采用自平衡试桩法确定荷载箱埋设位置的问题进行探讨和总结,供同行参考。

求解结构后屈曲路径的加速弧长法

采用改进后的增量／迭代型弧长法，即称加速弧长法，在求解结构后屈曲路径时，显示出收敛快、效率高的优点，并且实现了从前屈曲状态到后屈曲路径的自然过渡．

基于曲面二次标准型逼近的最近电压稳定临界点求取方法

针对切平面不能准确描述电压稳定极限曲面极限点邻域性质的缺陷,文中提出一种考虑负荷增长方向不确定性的基于曲面二次标准型逼近的两层规划模型,求解最近电压稳定临界点。该方法首先计算初始化负荷增长方向上的电压稳定临界点,并利用Weingarten映射获得该点处极限曲面的主曲率,进而获得极限曲面的二次标准型逼近,最后采用基于信赖域思想的二次规划法迭代搜索最近的电压稳定临界点。所提模型可同时考虑鞍节点分岔和极限诱导分岔两种临界点。对多个IEEE系统及中国东部某实际大区域电网等系统的分析证明了该方法的有效性。分析表明,所提方法具有收敛速度快、鲁棒性好,全局寻优能力强的优点,可快速确定电力系统的电压薄弱区域,并可直接用于大系统分析。

非对称荷载单层对撑基坑计算方法研究

支护桩(墙)加内支撑作为基坑支护的一种重要型式,已经被基坑支护工程广泛采用。但是,由于基坑所处地质条件、周围环境和土方开挖的复杂性,给基坑支护体系的精准设计计算带来障碍。对非对称荷载作用下的单层内支撑支护设计计算方法进行了探讨。首先,基于极限土压力法分析了单层内支撑与支护桩支点铰接和固结条件下的不动点调整系数的差异性;其次,利用杆系有限单元法分析了基于位移土压力和基于《规程》给出的主动土压力这两种土压力方法计算的桩身位移、弯矩和剪力的差异性。由于非对称荷载作用于基坑支护体系,引起荷载大小侧支护桩桩身位移不同,导致荷载大小侧支护桩受到的土压力也不同,大小侧支护桩桩身内力存在较大差异现象应引起重视。提出的不动点调整系数计算方法和位移土压力计算支护桩受到的土压力计算方法更为合理。

解列后孤岛电网电压失稳机理探讨

电网因故障解列后由于功率缺额孤岛频率一般会下降,而实际电网事故中存在解列后功率缺额情况下孤岛电压失稳且伴随频率上升的现象。利用负荷功率与基本电气量的关系探究网络视在功率传输极限,并从理论上分析电压稳定的静态运行点。通过仿真算例从孤岛网络、负荷电压-功率特性两方面对解列后孤岛电网电压失稳机理进行研究,分析指出解列后负荷视在功率接近网络的视在功率传输极限时,网络极限会制约负荷功率的增长。进一步从各时间断面的视在功率传输极限的角度出发,分析网络极限与马达负荷的制约机理,指出短路故障后马达吸收无功是造成孤岛电压失稳的重要诱因,从而揭示电压失稳后低负荷电磁功率是孤岛低压高频的本质。研究成果可为孤岛电网运行方式安排以及集中切负荷、低压减载措施提供参考。

单桩竖向抗压极限荷载的极限状态与确定

本文通过对桩的荷载传递和沉降分析,研判了桩的极限载荷的极限状态,并结合工程实例予以说明。根据文献提供的资料,建议桩的极限荷载宜采用S—logP法确定。

连续镀锌线退火炉炉膛温度控制

连续镀锌线立式退火炉的炉膛温度关系到带钢镀锌的性能和带钢表面的质量,温度应遵循高炉温、低板温原则,对控制要求相当高。武钢二冷轧连续镀锌线立式退火炉系统采用比利时DREVER公司技术,炉膛温度设定值可采用三种模式进行设定,并使用斜坡功能调节。温度输出值采用负荷瞬态调节,并对每个区的负荷进行限制。同时系统对燃烧行进燃烧器计数和交叉控制管理,达到炉温的精准控制。

基于摇摆与剪切抗侧协同工作机制的斗栱节点侧向荷载-位移模型

斗栱节点是传统木结构重要抗侧构件之一,在竖向和水平荷载作用下具有摇摆与剪切抗侧协同的工作机制。根据斗栱节点摇摆与剪切变形,基于斗栱节点的几何物理参数及木材力学性能参数,以及已有传统木结构抗侧构件荷载-位移骨架曲线表征方法,给出了斗栱节点在竖向荷载和水平荷载共同作用下抗侧弹性极限荷载点、峰值荷载点及其切线刚度的计算方法,从而建立了斗栱节点侧向荷载-位移关系的解析模型。基于单、双斗栱节点在不同竖向荷载作用下的水平低周反复加载试验结果,验证了模型预测结果的准确性。研究表明,斗栱节点侧向荷载-位移模型可以较好地反映在模型弹性段和上升段斗栱节点的工作状态,但对峰值荷载的估计偏于保守。

点载荷循环加载下红砂岩疲劳破坏特性试验分析

在掘进机截齿破岩、高频破碎锤破岩时,其与岩体的接触面积均很小,相当于点载荷循环加卸载破岩。为了解点载荷循环作用下上限应力对红砂岩疲劳特性的影响,利用MTS Landmark试验系统对红砂岩进行上限应力比分别为0.70、0.80、0.85和0.90的循环点载荷试验。结果表明:在加载波形为渐变正弦波,下限应力比为0.3,加载频率为1 Hz的条件下,红砂岩的疲劳寿命随着上限应力的增大而减小,即上限应力越大,破岩速度越快;红砂岩在点载荷循环加卸载作用下发生破坏时的轴向应变与上限应力所对应的静态应力-应变曲线峰后段的应变相当。