基于摇摆机械铰连接的自复位桥墩抗震性能研究

为减少自复位桥墩的摇摆界面可能由压力造成的混凝土压碎和预应力损失,同时加快预制桥墩与承台的连接速度,基于某采用钢筋提供耗能能力及恢复力的可恢复铰(简称RH铰),提出一种新型摇摆机械铰。该新型摇摆机械铰(简称摇摆铰)首先将RH铰的普通钢筋改为无粘结预应力筋和U形耗能器,分别为桥墩系统提供自复位能力和耗能能力,形成球形机械铰(简称球形铰),再增大支点与墩中心线的距离使重力提供稳定力矩。对该摇摆铰与球形铰结构构造进行对比分析,推导摇摆铰桥墩和球形铰桥墩的荷载~位移关系,对比2种桥墩的滞回曲线,并以某四跨连续梁桥为背景,采用非线性时程分析方法对比分析采用摇摆铰和球形铰桥梁的地震响应。结果表明:摇摆铰桥墩的滞回曲线呈典型的旗帜形,而球形铰桥墩的滞回曲线可用弹塑性曲线表示;在相同条件下,摇摆铰桥墩比球形铰桥墩具有更强的水平承载能力和自复位能力;与采用球形铰的桥梁相比,采用摇摆铰的桥梁中墩处主梁峰值位移更大,中墩墩底剪力相近,残余位移更小,自复位性能更优。

机械铰的量化准则及其在倒塌分析中的应用

为了评估建筑结构的抗倒塌能力,在机械铰理论的基础上,提出了机械铰的量化准则,进行了框架节点的数值模拟,并与节点的试验结果进行对比和验证,最后建立了基于机械铰的结构倒塌判定准则,并对某二层钢筋混凝土框架结构进行了倒塌分析。研究结果表明,相比于塑性铰的倒塌判定准则,基于机械铰的倒塌判定准则更接近于结构的真实倒塌极限,可以更真实地模拟结构的抗倒塌能力。

机械铰节点在钢筋混凝土框架结构上的设计应用

本文介绍了一种机械节点———单向柱轴可转动铰节点，在大跨度钢筋混凝土框架结构上的应用。采用这种节点，可改变结构设计条件，减少结构专业对建筑设计的限制和制约，为建筑设计创作出更好的作品提供了可能。

带滑移铰空间机械臂协调运动的复合自适应控制

讨论了载体位置不受控制的带滑移铰空间机械臂载体姿态与末端抓手协调运动的控制问题。结合系统动量守恒关系进行的系统运动学、动力学分析表明 ,系统协调运动的广义Jacobi矩阵及系统动力学方程可以表示为一组惯性参数的线性函数。以此为基础 ,对于系统中存在未知惯性参数的情况 ,设计了载体姿态与末端抓手惯性空间期望轨迹协调运动的自适应控制方案。仿真运算证实了方法的有效性。

带滑移铰空间机械壁的分解运动自适应控制

讨论了载体位置与姿态均不受控制的漂浮基带滑移铰空间机械臂的逆运动学问题，推导了系统的运动学、动力学方程。分析表明，结合系统动量及动量矩守恒关系得到的系统广义Jacobi关系为系统惯性参数的非线性函数。证明了借助于增广变量法可以将增广广义Jacobi矩阵表示为一组适当选择的惯性参数的线性函数。在此基础上，给出了系统参数未知时由空间机械臂末端惯性空间期望轨迹产生机械臂关节铰期望角速度、角加速度的增广自适应控制算法。仿真运算，证实了方法的有效性。

带滑移铰空间机械臂的分解运动速度控制

讨论具有滑移铰的三刚体空间机械臂的逆动力学问题，给出了机械臂末端运动速度与关节铰速度变量之间的运动Ｊａｃｏｂｉ关系，并以此为基础讨论了空间机械臂的分解运动速度控制方法．通过仿真运算，证实了方法的有效性．

带滑移铰空间机械臂惯性空间轨迹的复合自适应跟踪控制

讨论了载体的位置与姿态均不受控制的漂浮基带滑移铰空间机械臂的控制问题.动力学分析表明,结合系统动量及动量矩守恒关系得到的运动Jacobi关系及系统动力学方程将是系统惯性参数的非线性函数.借助于增广变量法,我们得到了与惯性参数呈线性关系的系统广义Jacobi矩阵及系统控制方程.以此为基础,针对系统中存在未知惯性参数的情况,设计了一种末端抓手惯性空间期望轨迹跟踪的复合自适应控制方案,此控制方案的优点在于不需要测量空间机械臂载体的位置及移动的速度、加速度.仿真运算证实了方法的有效性.

带滑移铰空间机械臂协调运动的自适应与鲁棒混合控制

讨论了载体位置不受控制情况下，带滑移铰空间机械臂姿态与末端抓手协调运动的控制问题．结合系统动量守恒关系进行的运动学、动力学分析表明，可以得到一组与惯性参数呈线性关系的系统广义Ｊａｃｏｂｉ矩阵及系统动力学方程．以此为基础，针对系统参数不确定但误差范围可以确定的情况，设计了载体姿态与末端抓手惯性空间期望运动轨迹跟踪的自适应与鲁棒混合控制方案．提到的控制方案具有不需要测量空间机械臂载体移动的位置、速度及加速度的显著优点，且由于在控制部分对不确定参数采用保持鲁棒性的方式，计算量较小，有助于缓解机载计算机运算能力有限的矛盾．仿真运算，证实了方法的有效性．

机械式橡胶球铰疲劳试验机及其应用

介绍了机械式橡胶球铰疲劳试验机的性能、结构、特点与应用,用于橡胶球铰疲劳试验的非标结构二工位加载试验。

带滑移铰空间机械臂惯性轨迹跟踪的反馈控制

利用多体动力学方法对浮动基带滑移铰空间机械臂的运动学、动力学作了分析。首先，根据系统结构的几何关系并结合系统对总质心的动量矩守恒关系，导出了其末端抓手运动速度与关节铰速度之间的广义Ｊａｃｏｂｉａｎ关系；然后，利用系统动力学方程及运动的广义Ｊａｃｏｂｉａｎ关系，研究了载体位置、姿态不受控情况下，其末端抓手跟踪惯性空间期望轨迹的反馈控制规律。研究结果表明，在系统动力学参数及动力学模型精确确定，跟踪误差及需要的运动变量可测或可计算的情况下，本文的控制方案能够有效地控制空间机械臂完成惯性空间的指定运动，而不需对其载体的位置、姿态进行主动控制。仿真计算结果证实了方法的有效性。

带滑移铰空间机械臂未端相对轨迹的自适应跟踪控制

讨论了载体位置、姿态均不受控制的带滑移铰空间机械臂的控制问题。结合系统动量守恒关系进行的系统运动学、动力学分析表明，可以得到一组欠驱动形式的空间机械臂系统动力学方程，它们可以表示为一组适当选择的惯性参数的线性函数，由此克服了空间机械臂系统动力学方程关于惯性参数呈非线性函数关系的难点。在此基础上，针对系统中机械臂相关参数未知的情况，设计了空间机械臂末端抓手相对运动轨迹跟踪的自适应控制方案。此控制方案具有不需要测量、反馈漂浮基的位置、移动速度及移动加速度的显著优点，适用于空间站舱内机械手控制系统设计。仿真运算证实了提出的控制方案的有效性。

带滑移铰空间机械臂的动力学与协调运动的滑模控制方法

讨论了载体位置不受控制的带滑移铰两杆空间机械臂本体与末端抓手协调运动的控制问题 .结合系统动量守恒关系我们导出了系统的动力学方程以及机械臂末端抓手的线速度与关节铰速度间的运动学Jacobi关系 ;通过定义的一系列增广变量 ,我们建立了带滑移铰空间机械臂本体与末端协调运动的增广广义Jacobi关系 .进而结合系统动力学方程并根据变结构滑模控制理论 ,设计了带滑移铰空间机械臂本体姿态运动与末端抓手惯性空间轨迹运动协调控制的变结构滑模控制方案 .仿真运算 。

铰制机械在秸杆类生物质能压缩储运中的应用

针对秸秆作为生物质能使用时在压缩储运过程中耗能高的状况,提出铰制压缩的储运技术方案,选择类似制绳的铰制机械装置实现秸秆低能耗压缩储运,重点讨论了铰制机械装置的机构方案,对秸秆作为生物质能使用时在压缩储运过程中实现高效低耗有积极效果和参考作用。

大跨度体外索拱形门式刚架设计

介绍了预应力技术在门式刚架结构中的研究及应用现状。首次提出了一种新型预应力门式刚架形式——带水平拉索的钢箱截面拱形两铰门式刚架,结合背景工程——跨度达91.5 m的天津京津塘高速公路机场收费站新建罩棚,对这种结构体系进行了较系统的分析。重点阐述了整体受力性能及关键部位——水平拉索、机械钢铰、刚架梁柱交接处角隅段的构造及计算方法。背景工程的成功运用表明,这种结构施工难度小、速度快,建成后使用及景观效果良好,可供类似工程参考。

Design theory and dynamic mechanical characterization of the deployable composite tube hinge

This paper presents a design theory and dynamic mechanical characterizations of the composite tape-spring hinge made by two parallel single tape springs.First,the theoretical models of moment-rotation angle on anisotropy tape springs with antisymmetric laminates are proposed.Second,the relationships of moment-rotation angle for tape-spring hinges with different sizes are simulated and analyzed by means of the finite element method (FEM),which is in good agreement with the results from theoretical predictions.Finally,the dynamic vibration analysis for deployable composite tube hinges with different dampings is done during the process of deployment.