大直径盾构隧道纵向刚度增强措施研究

为研究不同环缝接头结构对盾构隧道纵向刚度的增强效果,采用等效连续化模型计算得到断面直径对隧道纵向拉压、纵向抗剪和纵向抗弯刚度的影响规律,将隧道纵向刚度增强措施与管片环缝接头结构相联系,采用数值模拟深入探究了9种环缝接头结构的力学性能,对比得到增强隧道纵向刚度效果最优的环缝接头结构。结果表明:直径对纵向拉压和纵向抗弯刚度影响较小,对纵向抗剪刚度影响较大;环缝接头刚度增强措施能够显著减小管片位移,提高隧道纵向刚度,提升效果为:斜螺栓>弯螺栓,定位榫>剪力销>凹凸榫;螺栓型式和纵向刚度增强措施均对螺栓最大剪切应力有较大影响,竖向荷载下受螺栓型式影响较大,水平向荷载下受管片环缝接头刚度增强措施影响较大;结合经济性和有效性,当接头螺栓为弯螺栓时,设置定位榫是一种相对较优的选择。

考虑环间接头影响的盾构隧道纵向变形简化解

为反映外荷载下盾构隧道相邻环间张开和错台,提出考虑环间接头影响的盾构隧道纵向变形简化解答。首先,引入纵向梁-弹簧模型模拟盾构隧道纵向受力变形,其中采用Timoshenko短梁考虑隧道环段变形,引入转动和剪切弹簧分别模拟环间接头转动与错台。其次,构建弹性地基上纵向梁-弹簧模型的有限差分方程,以解决环间接头-管环非连续变形求解问题,并推导外荷载下既有盾构隧道的纵向变形公式。最后,建立新建隧道上穿和下穿引起既有盾构隧道的纵向变形解答,并与新建隧道上、下穿越工程案例及现有理论方法对比验证。研究结果表明:所提方法预测的隧道位移与Timoshenko连续梁模型,协同变形模型和实测数据均具有较好的一致性,但所提方法得到的环间错台略低于Timoshenko梁模型和协同变形模型;所提方法可考虑环间接头的影响,得到的隧道位移曲线呈现既不光滑也不连续的特征,其中环段变形以刚体位移为主,而环间接头主要发生转动和错台;而基于现有理论所得盾构隧道纵向位移均为连续曲线,无法反映环间接头的真实转动与错台位移。

术中滑轨CT辅助在经皮骶髂关节螺钉治疗骨盆后环损伤中的应用

目的:比较术中滑轨CT联合C形臂X线机辅助与单纯使用C形臂X线机辅助透视下经皮骶髂关节螺钉治疗骨盆后环损伤临床疗效。方法:自2018年12月至2022年2月收治76例骨盆后环损伤患者,其中,C形臂联合滑轨CT辅助下行内固定治疗39例为CT组,男23例,女16例,年龄(44.98±7.33)岁;仅在C形臂透视下行内固定治疗37例为C形臂组,男24例,女13例,年龄(44.37±10.82)岁。合并有前环骨折患者42例,均采用经皮髂前下棘内置外固定架(internal fixation,INFIX)或耻骨上支螺钉固定骨盆前环。术后比较两组随访时间、置钉时间、并发症。比较两组Matta复位评价、Majeed疗效评价、CT分级及二次手术翻修率。结果:CT组置钉时间(32.63±7.33) min,短于C形臂组(52.95±10.64) min(t=-9.739,P<0.05)。CT组随访时间(11.97±1.86)个月,C形臂组(12.03±1.71)个月,两组比较差异无统计学意义(P>0.05)。两组术后并发症发生比较,差异无统计学意义(χ~2=0.159,P>0.05)。CT组Matta复位评价结果(Z=2.79,P<0.05)、Majeed疗效评价结果(Z=2.79,P<0.05)、CT分级(Z=2.83,P<0.05)均优于C形臂组。CT组二次手术翻修率低于C形臂组(χ~2=5.641,P<0.05)。结论:术中滑轨CT联合C形臂辅助下经皮骶髂关节螺钉置入手术与传统C形臂透视相比,具有手术时间短、准确度及安全性高、术后二次翻修率显著下降等特点,是重建骨盆骨折后环稳定性的有效方法之一。

装配式水泥路面夹环连接式传力杆接缝设计及验证

面向可拆卸装配式水泥路面,提出了一种夹环连接式传力杆接缝,在阐述其特征和基本参数的基础上,选取挠度传荷系数和弯沉差作为指标,使用有限元方法分析了下开口槽、传力杆、夹环构件等参数对夹环连接式传力杆接缝传荷能力的影响,同时分析了夹环连接式传力杆接缝的构件及界面应力的变化规律,得到了合理的接缝参数;此外,通过室内足尺试验评价了夹环连接式传力杆接缝的传荷性能。结果表明,提出的夹环连接式传力杆接缝的传荷能力满足要求,具有一定的工程应用价值。

双环稳定理论指导旋前-外旋Ⅳ度踝关节骨折治疗的生物力学研究

目的应用生物力学方法,验证“双环稳定理论”对旋前-外旋Ⅳ度踝关节骨折治疗的指导意义。方法6例冰鲜尸体标本,制作旋前-外旋Ⅳ度踝关节骨折模型,为控制变量模型仅行前踝截骨(下胫腓前韧带完整),后踝截骨(下胫腓后韧带完整),骨间韧带切断至踝上10cm。分别在完整组(工况1)、模型组(工况2)、单固定后踝(工况3)、单固定前踝(工况4)、下胫腓螺钉固定(工况5)五种工况下,对标本轴向加载600N并外旋20°,固定踝关节后行CT平扫获取参数,测量并计算下胫腓联合间隙宽度、胫腓骨前后缘距离差和下胫腓联合面积比。结果6组标本工况2的下胫腓联合间隙宽度值均显著高于其余工况,差异具有统计学意义(P<0.05);除工况2外,其余工况下胫腓联合间隙宽度值差异无统计学意义(P>0.05)。6组标本工况2的胫腓骨前后缘距离差绝对值均大于2mm,发生率远大于其余工况,差异有统计学意义(P<0.05);其余工况均小于2mm,两两之间差异无统计学意义(P>0.05)。6组标本工况2与工况1的下胫腓联合面积比≥1.56发生率为100%,大于工况3~5与工况1的发生率(0),差异具有统计学意义(P<0.05);工况3~5与工况1的下胫腓联合面积比≥1.56的发生率组间比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论对于旋前-外旋Ⅳ度踝关节骨折的治疗,“双环稳定理论”具有指导意义。

考虑环向接头的盾构隧道模型设计与研究

基于相似理论及已有研究成果,提出可模拟盾构隧道接头抗拉及抗弯能力的弹簧+螺栓环向接头。设计并制作考虑环向接头的模型盾构隧道,其主体由特定比例石膏、硅藻土拌料浇筑而成,环向接头通过外接弹簧、内埋套筒螺栓达到模拟效果。对模型隧道管片接头设计进行叙述,并开展力学性能测试。研究结果表明,模型隧道管片直径收敛值变化较稳定,几乎为线性变化,且当隧道埋深为1.50d(d为隧道外径)时,最大管片直径收敛值为25.1mm,此时管片弯矩呈花生形分布,最大弯矩为93.1kN·m;模型试验得到的管片直径收敛值及内力分布均较贴合实际情况,表明模型隧道承载力可靠,管片及接头模拟效果较好。

骨科机器人辅助与徒手经皮骶髂螺钉固定治疗骨盆后环骨折比较的Meta分析

目的:经皮骶髂螺钉内固定已经成为治疗骨盆后环骨折的主要手术方式,然而徒手闭合操作对术者经验要求较高,且反复透视增加患者和医务人员辐射危害。文章通过Meta分析方法比较机器人辅助与徒手经皮骶髂螺钉置入治疗骨盆后环骨折临床疗效的差异。方法:计算机检索中国知网、万方数据库、维普数据库、中国生物医学文献数据库、PubMed、Embase、Cochrane Library及ClinicalTrials.gov等数据库,检索时限均从各数据库建库到2022年12月。搜集国内外关于对比研究机器人辅助与徒手经皮骶髂螺钉置入治疗骨盆后环骨折临床疗效的文献,由2名研究者分别根据纳入和排除标准独立筛选并提取文献数据。采用Cochrane风险评估标准评价随机对照试验质量,采用纽卡斯尔-渥太华量表对纳入队列研究的质量进行评估。使用RevMan 5.4软件对纳入指标进行Meta分析,结局指标包括手术时间、术中出血量、透视时间、透视频率、钻孔次数、Majeed术后功能评分、Matta骨折复位优良率、Gras螺钉位置优良率、骨折愈合时间及术后并发症。结果:①共纳入13篇文献,2篇为随机对照试验,均提及随机方法;11篇为非随机对照研究,根据纽卡斯尔-渥太华量表进行文献质量评价,1篇8分,9篇7分,1篇6分,文献质量较好;共纳入748例患者,其中机器人组430例,徒手组318例。②Meta分析结果显示,机器人辅助组手术时间(MD=-28.30,95%CI:-40.20至-16.40)、术中出血量(MD=-6.36,95%CI:-10.06至-2.66)、术中透视时间(MD=-12.13,95%CI:-19.54至-4.72)、术中透视频率(MD=-17.39,95%CI:-29.00至-5.78)、术中导针钻孔次数(SMD=-9.50,95%CI:-14.27至-4.73)和Gras螺钉位置优良率(OR=8.65,95%CI:3.26-22.92)均明显优于徒手组(P<0.05);③机器人辅助组可显著降低术后总体并发症发生率(OR=0.10,95%CI:0.02-0.48,P<0.05);④两组骨折愈合时间(MD=-0.08,95%CI:-0.21,0.06)、Matta骨折复位优良率(OR=2.06,95%CI:0.97-4.39)、Majeed功能评分(MD=0.91,95%CI:-0.31-2.13)比较差异无显著性意义(P>0.05)。结论:与徒手骶髂关节置钉相比,机器人辅助可缩短手术时间,降低术中出血量,减少患者和医务人员辐射伤害,提高螺钉位置优良率,降低患者术后总体并发症发生率,但对骨折复位质量、骨折愈合时间及术后功能无显著改善。未来仍需更多大样本、多中心、高质量的随机对照试验加以验证。

一种温度自适应碳环密封结构及性能验证

介绍了一种新型的温度自适应碳环密封结构,包括碳环结构及材料、密封试验方法、温度自适应碳环密封效果及应用环境。与传统的碳环密封不同,该温度自适应碳环密封能够随着工作环境温度变化,自动调整碳环内孔尺寸,始终保持碳环与转轴(或轴套)的间隙值为初始间隙,有效地减少了密封泄漏量。对比验证结果表明,该温度自适应碳环密封比传统碳环密封具有更好的密封性能和应用价值。

环口板加强带脱空缺陷的钢管混凝土T型节点滞回性能试验研究

为研究环口板加强带脱空缺陷的钢管混凝土T型节点的抗震性能,完成了12根节点试件在主管受恒定轴拉力与支管受轴向往复荷载作用下的滞回试验,基于试件破坏模式、荷载-位移滞回关系和应变发展考察了采用环口板加强带脱空缺陷T型节点试件的效果,并对比分析支主管直径比和主管径厚比对试件加强效果的影响。试验结果表明:采用环口板加强T型节点有效抑制了脱空缺陷导致的主管塑性变形,并实现带缺陷T型节点承载力、刚度、延性和耗能能力的完全恢复,甚至优于相应的无脱空试件,其中加强试件的承载力较带脱空缺陷试件提升12.6%以上,较无脱空试件提升6.5%以上,表明经合理设计的环口板加强措施能够弥补脱空缺陷对节点抗震性能的不利影响。

矩阵代数上保持投影组联合谱的映射

设A=A1⊕A2,其中A_(1)■Mm(C),A_(2)■Mn(C)(2≤m,n(≠m)),P(A)是A中所有(正交)投影构成的集合.如果φ是P(A)到自身的满射且保持任意两个投影的联合谱,则φ=φ_(1)⊕φ_(2),其中φ_(i)是P(A_(i))到自身保持两个投影联合谱的满射.进一步,如果m与n中有一个等于2,则相应的φi是任意满足φ_(i)(0)=0,φ_(i)(I)=I的双射.否则,φ_(i)都是由复数域C的环自同构诱导的映射.

基于ADAMS与有限元联合的露天矿破碎机仿真分析与优化

为了缓解主轴的疲劳破坏程度,提高露天矿环锤式破碎机主轴寿命,以PCH1010环锤式破碎机为研究对象,基于ADAMS对破碎过程进行动力学仿真,得到关键零部件的受力数据;结合名义应力法和疲劳累计损伤原理对环锤式破碎机主轴进行疲劳寿命计算,在保证夹板和圆盘结构强度的前提下,对圆盘和夹板的结构进行优化设计,并根据优化结果对环锤式破碎机主轴总成进行重建。结果表明:重建后的环锤式破碎机主轴最小循环次数为5.6×109次,疲劳寿命提高了60%,主轴总成在运行稳定性方面有明显的改善。

收获机链条的接头种类与使用建议

接头也称连接链节,是收获机用链条的重要组成部件。其作用是将链条首尾相连,组成环形结构,接头脱落会给相关企业和用户带来很大损失。针对现实问题,从实用性出发,通过收集产品信息、一线反馈、故障解决等实践经验,从接头种类和使用建议2方面进行阐述,以期在产品设计、保养与维修作业中合理选用部件,减少或避免因接头所导致的设备故障和损失。

钢管混凝土加劲环管板节点受力性能研究

为研究钢管混凝土加劲环管板节点在轴向拉力作用下的受力性能,开展了3个节点试件的单调加载试验,分别得到了管板节点加强前后的荷载-位移曲线和破坏模式。试验结果表明:SPR节点在单调荷载作用下主管和加劲环发生局部屈曲,表现为延性破坏;CFT节点在荷载作用下主管壁发生剪切破坏,荷载-位移曲线没有明显的屈服段,表现为脆性破坏;CFTR节点在荷载作用下,连接板处加劲环发生剪切破坏,同时加劲环局部V形屈曲;加劲环能够明显提高管板节点的承载力,同时改善节点的塑性性能;相较于主管外设加劲环,主管内部填充混凝土具有更好的承载力提升效果,节点的刚度变大但塑性性能变差;钢管混凝土加劲环管板节点具有加劲环和混凝土的双重特性,在显著提高节点承载力的同时保障节点塑性性能。在264个有限元模型参数分析的基础上,得到了双加劲环管板节点受拉承载力的计算方法,给出了加劲环厚度和宽度组合的设计建议。基于极限分析的塑性铰线方法,推导出SP节点和SPR节点极限承载力的理论计算模型,计算结果与有限元结果吻合较好。

PVC-CFRP管混凝土柱-RC环梁十字形节点滞回特性数值模拟研究

在试验研究基础上,选择合适的材料本构关系,采用纤维模型法,对低周反复荷载作用下PVC-CFRP管混凝土柱-钢筋混凝土环梁节点的荷载-位移及弯矩-曲率骨架曲线进行全过程分析。在验证模型准确性的基础上,研究核心区混凝土强度、环梁高度、柱直径和梁纵筋配筋率对试件骨架曲线的影响规律。结果表明,随着环梁高度、柱直径和梁纵筋配筋率的增加,试件的承载力和延性增大。随着核心区混凝土强度的增加,节点的承载力提高而延性有所降低。基于试验与数值模拟的分析结果,考虑环梁节点经济性与合理性,建议节点区混凝土强度不宜超过C60,环梁高度宜取340~440 mm,环梁宽度与柱直径的比值宜控制在0.33~0.50之间。

环锭细纱机自动接头关键技术研究进展

介绍环锭细纱机自动接头技术的发展概况。阐述了环锭纺自动接头过程中断纱监测、钢丝圈定位、自动接头机器人机构及其末端执行器设计等关键技术。指出:断纱监测、断头捕获、钢丝圈准确定位是自动接头的基础;合理设计自动接头机器人机构和末端执行器,使之能够稳定、准确、无冲击地实现纱线夹取和完成预定运动轨迹是自动接头技术的难点;自动接头机器人的设计方案目前已有较多研究成果,按照是否在原断纱筒管上寻找断头可分为“原锭位接头”和“备用纱线接头”。认为:自动监测技术、人工智能技术以及工业机器人技术的应用,促进了环锭细纱自动接头技术不断成熟。

钢管混凝土柱环梁节点受力性能研究

为得到实际工程中梁顶标高相差较大的钢管混凝土柱环梁节点受力性能,采用有限元软件ABAQUS对环梁节点进行研究。考虑增加环梁纵筋和减小环梁箍筋间距等影响因素,结果表明:节点主要由钢筋和牛腿传力;增加环梁纵筋,环梁箍筋、拉筋和腰筋应力均大幅下降;减小箍筋间距,环梁纵筋和拉筋应力下降较明显。根据有限元分析结果和节点传力路径分析,提出一种梁顶标高相差过大的环梁节点加强构造措施。

基于光纤测试技术的固体发动机壳体卡环接头复杂结构受力分析

针对固体火箭发动机壳体卡环接头复杂部位应力-应变分析问题,为解决因卡环接头结构特殊导致在复杂部位无法布设应变片或测量效果不理想的难题,采用光纤传感器对卡环接头结构进行局部应变测量并与有限元仿真结果、传统应变片测量结果进行对比。结果表明,与仿真结果对比测量误差不超过8.2%,与传统应变片测量结果对比误差不超过6%。光纤传感器测量法解决了卡环接头结构复杂隐蔽部位应变测量难题,揭示了卡环结构接头的应力-应变状态,为发动机故障的检测及预示提供基础。

大型石油钻杆接头环锻工艺及装备

介绍了大型石油钻杆接头锻件的环锻工艺以及专业化设备。通过研究大型石油钻杆接头的成形工艺,并针对此工艺与客户合作开发相应制造系统。本系统由锯床、加热炉、无轨装取料机、专业化柔性环锻液压机、轨道式装取料机、辗环机等组成,另有冲孔连皮输送收集机构、下圆砧氧化皮清扫收集装置等辅助装置,实现了整个过程的机械化和自动化控制。

双源竖直环状管网设计及联合运行分析

介绍了螺杆式冷水机组+空气源热泵双冷热源系统形式的特点、环状管网系统设计及其水力计算方法。分析了在单独运行状态下管网的水力特性及冷水机组和空气源热泵联合运行时的水力工况。介绍了总供回水温差控制的优缺点及节能率。

几类方钢管柱-H型钢梁节点力学性能对比

钢结构具有力学性能好、建筑布局灵活、施工周期短等众多优点。同时,大力发展钢结构建筑也是推动建筑工业化转型升级,推广装配式建筑,解决目前国内钢铁产能过剩的有效途径。因此,对于钢结构连接的研究具有重要意义。本文利用ABAQUS有限元分析软件对方钢管柱-H型钢梁节点中的加强套板式节点、加强环式节点、狗骨式节点、普通节点在往复荷载下的力学性能进行了对比研究。结果表明:加强套板式节点破坏形态为梁端塑性铰破坏,塑性铰出现在距柱表面75~175 mm距离处;加强环型节点破坏形态为节点核心区剪切破坏;狗骨式节点破坏形态为梁端塑性铰破坏,塑性铰出现在梁截面削弱处;普通节点为节点域柱表面变形破坏。加强套板式节点、加强环式节点、狗骨式节点、普通节点滞回曲线呈饱满的梭形,均具备良好的力学性能。狗骨式节点因梁截面进行过削弱,其极限承载力最小;加强环节点因加强环的加强作用,又是柱节点域剪切破坏,其承载力明显大于其它节点。