液化场地大直径变截面单桩动力响应研究

为研究不同地震动强度下液化场地大直径变截面单桩的动力响应规律,基于振动台试验,选取5010波,在地震动强度0.10g~0.45g作用下,研究液化场地砂土孔压比和大直径变截面单桩桩顶水平位移、桩身弯矩、桩身加速度时程响应及桩基损伤等变化规律.试验结果表明:饱和砂土孔压比随着地震动强度的增大上升明显,地震动强度≥0.30g时,饱和砂土孔压比稳定值在0.9附近,此时砂土完全液化;在0.45g地震动强度作用下,桩身加速度、桩顶水平位移及桩身弯矩均达到最大;桩身不同位置处加速度峰值出现时刻均滞后于输入地震波加速度峰值出现时刻,且桩顶及变截面的加速度响应比桩端的响应更弱;不同地震动强度作用下,桩身弯矩最大值均出现在液化土层和非液化土层分界处,且变截面处弯矩小于土层分界面处;地震动强度达到0.30g时,大直径变截面单桩桩身发生损伤.因此,液化场地下大直径变截面桥梁单桩基础抗震设计时,应该重点考虑饱和砂土层分界处、变截面处的抗弯能力,以确保单桩桩身强度满足抗震要求.

旋风分离器内置导流叶片结构参数优化研究

为研究旋风分离器内置导流叶片各个结构参数之间的相互作用,基于CFD数值模拟方法和BBD试验设计,采用二阶多项式基函数建立了Stairmand旋风分离器的叶片轴向位置、叶片长度及叶片偏转角度与分离效率及压降间的数学模型。拟合结果表明:响应目标的决定系数均在0.99以上,表明相关性和回归模型效果较好。使用Design Expert软件处理数据后选择了最佳推荐点,对分离器结构进行了优化。优化后的模型与原结构对比结果如下:优化模型的压降略有上升;颗粒直径在1~20μm范围内时,优化前后分离器的分离效率变化明显,尤其在1~15μm范围内时,优化前分离效率为6.8%~31.0%,优化后则达到了17.0%~54.0%,提升约20个百分点;而当粒径在15~40μm区间时,优化前后的分离效率变化不明显,尤其是在粒径20~40μm时,优化前的分离效率为71.0%~98.0%,而优化后的分离效率只有77%~99%,提升约10个百分点;优化后的模型性能符合“高效低阻”的设计目标。所得结论可为旋风分离器内置叶片的改进提供设计指导。

超大跨劲性骨架拱桥缩尺模型试验方案设计研究

为对超大跨劲性骨架拱桥缩尺模型试验方案进行合理设计,以计算跨径600 m的劲性骨架拱桥——天峨龙滩特大桥为背景,围绕模型缩尺比、结构设计、材料及加载系统等关键环节,开展主拱圈缩尺模型试验方案设计研究。最终确定模型拱缩尺比为1∶10,劲性钢骨架采用单肋形式,采用与实桥主拱圈性能相近、便于施工的材料,采用阵列式滑轮组加载系统实现模型拱和实桥主拱圈的应力等效,还原外包混凝土分环分段浇筑施工,并简化劲性钢骨架与管内混凝土施工。将模型拱外包混凝土应力实测值、ANSYS建模计算得到的模型拱理论值及实桥主拱圈理论值进行对比,结果表明:模型拱和实桥主拱圈外包混凝土在施工阶段的应力变化趋势基本相同,最大绝对误差在2 MPa以内,模型拱应力实测值和理论值也吻合较好,缩尺模型试验方案设计合理。

复合材料复杂环境效应加速试验设计及评估方法

目的指导复合材料在复杂湿热环境下环境适应性摸底与评价试验的开展,分析评估复合材料在复杂综合应力下的激活能参数。方法分析装备全寿命周期复杂自然环境剖面及各环境因素影响效应,确定复合材料各工作阶段敏感应力类型及条件,基于应力加速模型及累积损伤等原理,制定复合材料复杂环境效应综合加速试验剖面。构建复合材料复杂环境条件下的动力学模型,并提出相应参数估计方法。开展复合材料加速试验,并基于实测数据开展复合材料性能退化建模与评估。结果分析了复合材料全寿命周期环境影响因素及环境效应,明确了各工作阶段敏感应力主要有温度、湿度、太阳辐照、温度交变、振动以及冲击等。依据实际环境数据,设计并开展了3组不同湿热条件(80℃/75%RH、80℃/85%RH、80℃/95%RH)的综合试验,收集得到复合材料拉伸强度、拉剪强度、径向弯曲强度以及纬向弯曲强度等4种性能指标的试验数据。试验数据表明,拉剪强度(最大相对退化速率为0.1773/循环)、径向弯曲强度(最大相对退化速率为0.1292/循环)以及纬向弯曲强度(最大相对退化速率为0.2610/循环)等性能参数可用于产品退化建模与评估。通过参数估计,进一步确定了退化速率与湿热应力的关系,并针对当前试验提供了改进依据。结论复杂环境效应综合加速试验对装备复合材料产品经历复杂环境条件的模拟效果和加速效果较好,试验可实施性较强。提出的改进广义Eyring模型可涵盖温度应力与湿热应力的加速效应,并综合考虑多种应力的相互作用,通过少量组合试验便可量化评估激活能等参数。所建模型指出当前基于激活能参考值(Ea=0.7eV)试验方案可由不同温度应力的综合试验数据进一步修正与优化,且所提试验与分析方法主要针对大部分树脂基复合材料产品,并可依据需要推广至电子产品、机电产品等试验对象。

地衣芽孢杆菌对几丁质的降解作用及其发酵工艺优化

本试验筛选到一株高效产几丁质酶的地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis bl3)菌株,为了提高该菌产几丁质酶的能力,提高降解虾壳的效率,对bl3菌株的发酵条件和培养基组分配比进行了优化。结果表明,bl3产几丁质酶的最适条件为pH 4.5~5.5,温度37~45℃,转速120 r·min^(-1),接种量0.40%,酶活性最高时间为36 h。通过Plackett-Burman设计试验、最陡爬坡试验和响应面试验,得到bl3产几丁质酶的最优培养基配方为虾壳11.406 g·L^(-1),KH_(2)PO_(4)0.601 g·L^(-1),MgSO_(4)·7H_(2)O0.263 g·L^(-1),酵母粉3.500 g·L^(-1),FeSO_(4)·2H_(2)O 15.00 mg·L^(-1),ZnSO_(4)0.750 mg·L^(-1)。优化后bl3发酵产几丁质酶活性达98.122 U·mL^(-1),相较于初始培养条件提高2.43倍。优化组合培养基中的虾壳、KH_(2)PO_(4)和MgSO_(4)·7H_(2)O含量以及维持稳定pH,可促进地衣芽孢杆菌持续生长和高效合成几丁质酶量。研究结果可为bl3菌株在降解几丁质方面的应用提供科学依据。

同轴脉冲形成线振动环境适应性优化设计

以带有悬臂结构的同轴脉冲形成线为研究对象,开展提高振动环境适应性的优化设计。首先,通过实际工况分析及仿真计算,确定形成线内筒的盲孔螺钉可采用的防松措施有:使用施必劳螺纹并涂抹防松胶;优化螺钉数量。其次,通过仿真分析和绝缘试验,优化尾端绝缘子材料,提高悬臂支撑的中内筒连接刚度。最后,开展振动试验考核,优化后的形成线等效件可以通过长时间的振动考核,相比优化前的振动环境适应性有很大提高,验证了优化设计的有效性。该研究结果对同类型脉冲功率源的振动环境适应性设计具有参考意义。

重载铁路双柱式桥墩加固技术优化研究

为探索基于性能提升的桥墩加固优化设计方法,以重载铁路中数量较多的分离式双柱式桥墩为对象,基于数值模拟分析和桥墩加固运营性能试验,开展3种常用方法加固条件下的桥墩静力性能对比分析和动力性能对比试验研究,并进行加固技术优化研究.结果表明,设计荷载作用下,墩身外包加固抑制墩顶水平位移效果较好,而"增大基础和增补桩基"组合加固则能有效减少基底截面应力;运营列车作用下,3种方法加固条件的墩顶横向振幅较加固前均有不同程度降低,但也有部分桥墩受施工等因素影响出现振幅增大的情况.采用优化提出的"增大基础+增补桩基+墩身外包"三重加固法,墩顶横向振幅降低幅度超过50%,能够很好地满足重载铁路双柱式桥墩强化改造需求.

小样本加速寿命试验设计与评估方法

针对工程上加速寿命试验仍然存在时间长、试样多的问题,提出一种小样本加速寿命试验设计与评估方法。该方法只需在两个加速应力水平下进行加速寿命试验,即可对产品在正常使用应力水平下高置信度、高可靠度的可靠寿命进行评估。文中首先利用工程上常用的线性加速模型(如阿伦尼斯模型、逆幂律模型和指数模型等)建立了正常使用应力水平下可靠寿命的单侧置信下限与两个加速应力水平下的可靠寿命置信限之间的数学关系式,给出了正常使用应力水平下高置信度、高可靠度的可靠寿命单侧置信下限评估方法。然后分别对指数分布、两参数Weibull分布和对数正态分布的定数截尾加速寿命试验情况进行了详细讨论,给出了相应的正常使用应力水平下高置信度、高可靠度的可靠寿命单侧置信下限计算公式。该方法计算简单,而且对完全数据、不完全数据以及各种分布均适用。大量工程算例和Monte Carlo模拟验证表明,与需要在多个加速应力水平下进行寿命试验的传统方法相比,本文方法不但可以节省大量试样和试验时间,而且理论上更加严谨,精度更高。

香蕉茎秆轧辊式压榨脱水机设计与试验

针对香蕉收获后剩余的香蕉茎秆废弃物难处理以及蕉农的劳动强度大和效率低等问题,该研究设计了一种香蕉茎秆轧辊式压榨脱水机,适用于需收集香蕉茎秆汁液和茎秆纤维的南方香蕉种植地区。该机构根据茎秆易缠绕、难粉碎或难切片的特性采用逐渐开口减小的四级轧辊式压辊,并对压辊表面进行了花纹设计。根据结构紧凑、功率消耗少、动力分配合理等原则,设计了同步四级压辊转速以及驱动输料和排渣机构的传动机构。通过力学分析得到了压辊间隙作为压辊对茎秆压力大小的影响因素之一。利用ANSYS/LS-DYNA模块对香蕉茎秆进行压榨脱水分析,验证压榨机构压榨脱水的可行性和可靠性。香蕉茎秆压榨脱水试验结果表明香蕉茎秆脱水率在28.00%~46.29%左右,所设计的压榨脱水机极大地减少了香蕉茎秆的体积和质量,减少了蕉农的劳动强度和运输成本,便于香蕉茎秆废弃物的后续的高值化利用。

山地齿轨交通系统试验线总体设计

齿轨交通是一种在传统轮轨系统走行结构中增加齿轮-齿轨传动系统的创新轨道交通系统。该系统可解决大坡度线路适应性问题,提高山区、丘陵等复杂地形地貌环境轨道交通选线的灵活性,充分满足山地旅游轨道交通需求,应用前景广泛。为满足齿轨交通系统商业应用前的车辆性能及关键工程技术验证,建设一条山地齿轨交通系统试验线,最大坡度达120‰。通过详细介绍该试验线的建设情况、试验列车概况、试验需求分析、总平面设计,以及轨道、路基、工艺、供变电、附属试验设施等主要工程内容,可为类似项目提供参考。

虚拟现实技术在数字媒体交互中的应用

相比于传统媒体技术,数字媒体采用更多的先进技术,是信息量大、操作体验感好、支持用户更多的主动操作。虚拟现实技术可以提供良好的体验感、满意度、实时性,对于数字媒体技术交互过程的改变具有重要的意义。该文首先从硬件角度分析基于虚拟现实技术的数字媒体交互采用的设备,包括计算机设备、头盔、手套、手柄、运动捕捉、模拟驾驶和全息现实等。其次从软件角度分析基于虚拟现实技术的数字媒体交互的设计流程和框架,包括虚拟现实软件平台、模拟和交互软件、内容开发工具等软件环境的支持等。性能测试实验结果显示,基于虚拟现实的数字媒体交互过程设计,最终用户使用满意度达到95%以上,实时性提高12%以上。

气辅成型工艺参数正交精准设计优化

“双碳”目标下,气辅成型技术为塑料成型实现降低碳排放提供了有效途径。为精准规划气辅成型参数,提升气辅成型质量和效率,有效降低碳排放,采用三维数值模拟和成型实验,研究参数交互作用下气辅成型工艺正交优化。结果表明,参数交互作用对气体穿透长度影响小,而对气指缺陷的影响显著。极差分析的基础上,获得了优选参数组:熔体温度240℃,注气压力3 MPa,延迟时间4 s,模具温度40℃。经数值模拟和成型实验验证,优选参数组下得到气辅塑件的气体穿透长度及气指指标优良,可用于气辅成型实际生产。

支架固定馆藏人物俑文物的抗震优化设计研究

为优化支架固定馆藏人物俑文物的抗震效果,选取不同尺寸和体态的典型地震易损人物俑文物复制品(武士俑和唐三彩人物俑),开展文物复制品-优化组合措施(支架和卡固件)抗震系统振动台试验,获得影响文物复制品运动状态的关键优化参数、文物复制品与支架相互作用规律,并检验组合措施对较大体积人物俑文物的抗震固定效果。建立文物复制品-组合措施相互作用系统数值分析模型,通过参数分析,获得支架与文物间安装缝隙、在安装缝隙内填充不同种类隔震垫对文物动力响应的影响、文物复制品与固定措施相互作用规律及采用独立支架/组合措施有效固定人物俑的最小支架尺寸,为兼顾安全性及最小干预原则的固定措施优化设计提供必要依据。结果表明:相比独立支架,组合措施能够有效降低人物俑文物动力响应,有效提高固定效果;为保证人物俑文物安全,建议支架与文物间安装缝隙不大于5 mm;在缝隙中填充橡胶垫及硅胶垫可使文物与支架间相互作用力降低50%~75%,有效防止文物局部损伤;当人物俑文物体型超过一定限值,独立支架不再适用,建议选择支架和随形卡固件组合措施。

基于均匀试验设计的3种浆果花色苷体外协同抗氧化研究

本研究旨在探究3种浆果花色苷的协同抗氧化活性,以DPPH自由基清除率为评价指标,采用均匀试验设计法优化3种浆果花色苷协同抗氧化组合。经过统计分析和数学回归模型拟合得到最优组合:笃斯越橘花色苷(DP)、黑加仑花色苷(HP)、蓝靛果花色苷(LP)最佳浓度分别为0.08 mg/mL、0.14 mg/mL和0.18 mg/mL,对DPPH自由基的实际清除率为(97.67±0.51)%,接近理论期望值100%,说明模型优选的组合具有可行性。通过协同效应分析,优选组合清除DPPH自由基和羟自由基的协同效应指数CI值分别为0.297和0.651,进一步说明DP、HP、LP3种浆果花色苷具有显著协同抗氧化效果。研究成果可为天然抗氧剂及小浆果功能产品研发提供依据。

基于虚拟仪器的集成运放自动测试教学辅助平台设计

为降低设备故障对模拟电子技术实验教学效率的影响,基于虚拟仪器技术设计了一种集成运放自动测试教学辅助平台。利用集成化虚拟仪器实验平台NI ELVIS II进行数据传输,设计了测试电路板卡;利用Lab-VIEW软件设计了仪器面板和平台软件部分。使用集成运放μA714芯片对平台进行了测试,并在模拟电子技术的实际教学中进行了效果验证。测试和实际使用结果表明,该平台可以准确检测出故障芯片,正确率>95%;相比于未使用本平台时,师生使用本平台进行实验的准确率提升超过20%,耗时降低超过20%。

航天地面电源加速寿命试验研究

以某航天地面电源为研究对象,开展加速寿命试验研究。首先,介绍了加速寿命试验的特点、目的和优点;然后,阐述了加速试验的方法和流程;最后,对加速寿命试验的结果进行了分析。结果表明,与传统的可靠性试验相比,加速寿命试验可有效降低试验成本、提升试验效率,具有绝对优势。

新型钢管混凝土梁柱节点力学性能试验研究

为研究内加强环式圆钢管混凝土柱与矩形钢管混凝土梁这种新型连接节点的力学性能,设计了缩尺钢管混凝土梁柱节点试件,开展了相同梁柱节点试件的静力加载试验和低周往复加载试验。通过研究该节点试件的破坏模式、荷载-位移曲线以及拟静力加载试验的骨架曲线、核心区剪切变形等,分析了节点试件的承载能力、延性和耗能能力,全面考察了同一梁柱节点在静力加载和低周往复加载两种工况下的受力性能和破坏模式。结果表明:钢管混凝土梁柱节点试件核心区强度较强,破坏模式主要为梁端破坏,低周往复加载试验时试件梁柱连接处附近的梁端钢板发生拉裂破坏和钢板鼓曲,静力加载试验时试件梁端焊缝发生拉裂破坏;试件延性较好,加载过程中经历了弹性、弹塑性和塑性发展阶段。最后提出了该类钢管混凝土梁柱节点核心区的抗剪强度计算公式。

单元感知测试的优化方案

越来越多的半导体公司采用新型故障模型——单元感知测试(Cell Aware Test,CAT)来提高库单元内部覆盖率和低缺陷率,但CAT在自动测试向量生成(Auto Test Pattern Generation,ATPG)过程中使用的测试向量数量多,运行时间长,显著地增加测试成本。为了优化CAT,在ATPG流程中加入了总临界区域(Total Critical Area,TCA)和合并时钟域命名捕获过程(Named Capture Procedure,NCP)方法。TCA根据故障类型和最有可能出现故障的位置进行排序,合并时钟域NCP方法为被测知识产权(Intellectual Property,IP)管理时钟域、控制时钟、定义捕获方案。结果表明,结合TCA和合并时钟域NCP方法的CAT达到了提高覆盖率、降低测试向量数量、减少运行时间的优化目标。与以往的CAT优化研究相比,结合了TCA和合并时钟域NCP的CAT优化流程在优化覆盖率和测试向量方面达到了更好的效果。

基于设计运行条件的实际道路测试场景复杂度计算模型

自动驾驶车辆在实际道路行驶的安全性与外部交通要素、驾驶员状态以及本车状态密切相关。自动驾驶面临的一大难题是实际交通环境具有道路形态、自然环境、交通参与者及事件等在时间和空间维度的随机性特征,测试场景复杂度存在的差异造成了自动驾驶测试过程的不可复现性和测试结果的不可对比性,导致自动驾驶评价缺乏统一量化的测试环境基准。本文提出了一种基于设计运行条件的实际道路测试场景复杂度计算模型,系统考虑了网联功能、驾驶员感知能力、本车执行能力对自动驾驶车辆在实际道路中面临相关场景时的复杂度影响,建立了以道路等级、交通设施、临时交通变化、交通参与者、自然环境、网联信息、驾驶员状态和本车状态等8个要素大类为基础的自动驾驶实际道路测试场景复杂度计算模型要素库,建立了基于设计运行条件和层次分析法的自动驾驶功能实际道路测试场景复杂度计算模型。采用基于智能化网联化的技术逻辑影响传递机制计算场景要素权重系数,并在实际道路测试中验证了本文方法的可行性和合理性。

蔗芽剪切力学特性试验研究

为减少甘蔗蔗芽在剥叶过程中受到的机械损伤,分析了蔗种剥叶过程中的受力情况,并对蔗芽进行了剪切试验。选取中蔗14号与桂糖42号甘蔗品种为试验对象,以取样高度、剪切方向与加载速率为试验影响因素,采用3×3×2析因设计分析3个因素对蔗芽剪切破坏力的影响及其交互关系。根据力学特性试验结论设计出柔性绳碎叶辊并进行对比试验,结果表明:取样高度与剪切方向对剪切破坏力具有极显著影响(P<0.01),随着取样部位高度的增加,蔗芽的剪切破坏力降低,且横向剪切破坏力大于纵向剪切破坏力,中蔗14号与桂糖42号的剪切破坏力在下部(根部)蔗芽横向剪切时最大,分别为21.56N与20.68N左右,在上部(尾梢)蔗芽纵向剪切时最小,分别为10.22N与9.14N左右;加载速度对剪切破坏力没有显著影响(P>0.05),取样高度与剪切方向之间的交互作用对蔗芽剪切破坏力有显著影响(P<0.05)。在对比试验中,蔗种经柔性绳碎叶辊剥叶机剥叶后的伤芽率降低2.91%,所得结果符合蔗芽力学特性试验结论。