开挖宽度对异形基坑L形转角区支护结构变形影响研究

为研究不同开挖宽度对基坑L形转角区支护结构变形规律的影响,基于滨州市某异形深基坑工程项目的现场实测数据,分析了基坑开挖过程中L形转角区阴阳角位置处支护结构变形规律的差异性;建立了不同基坑宽深比(B/H,B和H分别为基坑宽度和深度)的L形转角基坑模型,研究了不同宽深比条件下转角位置处阴阳角相互作用条件下支护桩水平变形的空间分布规律,进一步明确基坑L形转角区支护桩不同深度处水平变形受影响范围。结果表明:当B/H<1.0时,阳角侧支护桩浅部水平变形受转角效应影响的范围随B/H的增加呈现出明显减小的趋势,其值近似满足2.4H-B;当B/H>1.0时,阳角侧支护桩浅部水平变形受转角效应影响的范围约为1.5H;坑内底部支护桩水平变形受基坑宽深比影响不明显,受转角效应影响的范围约为0.6H;当B/H<1.0时阴角侧支护桩浅部水平变形受影响范围约为1.6H,当B/H>1.0时其水平变形受影响范围约为0.6H+B;坑内开挖底面位置处阴角侧支护桩水平变形受影响范围约为0.6H+B,受宽深比变化影响不明显。

自动泊车前轮转角闭环的分层控制方案

为提高自动泊车系统中控制器的抗扰动能力,优化控制律执行效果,提出了前轮转角闭环的分层控制方案.设计了以行驶距离为非时间参考量的fal函数非光滑控制律,输出前轮转角控制量.以阿克曼转向模型为基础,建立了前轮转角观测器,并使用模糊滑模控制器实现前轮转角闭环的横向控制.搭建Carsim/Simulink联合仿真系统,在典型泊车场景下验证所设计控制器的有效性、跟踪效果及鲁棒性.使用实车测试平台开展了试验.结果表明:所设计的前轮转角闭环分层控制方案能够快速准确地跟踪目标路径,提高了泊车系统的横向控制精度,并在未知转向非线性扰动下也具有良好的跟踪控制效果.

自复位转动摩擦阻尼器弯矩-转角恢复力性能研究

为了满足减震结构对可恢复功能的要求,针对传统摩擦阻尼器不具备自复位能力震后存在较大残余变形的问题,提出了一种基于形状记忆合金的自复位转动摩擦阻尼器,由摩擦耗能装置和形状记忆合金自复位装置组合而成。介绍了该SCRF(self-centering rotating friction)阻尼器的构造形式、工作原理,通过理论推导建立了SCRF阻尼器的弯矩-转角恢复力模型,通过ABAQUS软件有限元数值分析结果对弯矩-转角恢复力模型进行了验证,分析了低周往复荷载作用下SCRF阻尼器的滞回性能,并进行了参数分析。结果表明:有限元计算结果与阻尼器恢复力模型结果吻合良好;提高接触面间的摩擦因数与斜面高度可以提高阻尼器的最大承载力、耗能能力、有效刚度,但是超过一定限值的斜面高度会降低阻尼器的自复位能力;施加SMA螺栓预紧力可以提高阻尼器的摩擦启动弯矩,对于阻尼器的耗能能力与最大承载力影响不大。

采用转角补偿LQR的自动驾驶集卡路径跟踪控制

为了解决自动驾驶集卡中半挂车在行驶过程中的路径偏移问题,提出了一种引入铰接角偏差和转角补偿的线性二次调节器(LQR)控制方法。基于集卡三自由度动力学模型建立了考虑铰接角偏差的路径跟踪误差模型;通过采用比例-积分-微分(PID)算法进行转角补偿设计了LQR路径跟踪控制器;通过MATLAB/Simulink和TruckSim搭建联合仿真平台,在不同工况下进行仿真分析验证。结果表明:通过采用提出的路径跟踪算法,引入PID转角补偿,牵引车平均距离偏差降低62%以上,半挂车平均距离偏差降低31%以上,航向偏差和铰接角偏差也均有所改善。因此,该文提出的控制算法具有较好的路径跟踪性能,提高了对期望路径跟踪的精度和稳定性。

丝绸之路甘肃段明清传统木构建筑转角结构演进研究

古丝绸之路沿线甘肃境内尚有大量的传统木构建筑实物遗存,其形制存在着明显的交融性及差异性;该区域内等级较高的是歇山建筑,转角结构的区别尤为突出。文章从转角结构的类型出发,运用建筑形制年代学的分析方法,梳理丝绸之路甘肃段沿线重镇典型传统建筑转角结构的形制特征和演进机制,从而明晰沿线木构建筑的分布特征与地域差异,挖掘地方建筑营造体系发展脉络的深刻内涵,以期完善该区域的大木营造理论,并由此映射丝绸之路的文化内涵。

基于莫尔条纹的全周转角精密测量方法

由于将莫尔条纹图进行快速傅里叶变换时会导致频谱泄露,导致无法实现360°的全周精确测量,因此提出基于莫尔条纹的全周转角测量方法并搭建转角测量系统。以1°为步距,利用CMOS相机采集不同宽度的莫尔条纹图像,采用快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)对条纹进行处理,得到光栅频谱信息。同时采用汉宁窗能量重心校正算法(Hanning-window energy centrobaric method,HnWECM)校正频谱,得到莫尔条纹图像表征转角的真实有效信息,实现全周精确测量。实验结果表明,该系统可快速精准地实现转角的全周测量,测量范围广,最大误差率为0.2433%。

不同翻转角和延迟时间对Gd-BOPTA增强肝胆期肝脏和胆道系统图像质量的影响

目的探讨不同翻转角(flip angle,FA)和延迟时间对钆贝葡胺(gadobenate dimeglumine,Gd-BOPTA)增强MRI肝胆期(hepatobiliary phase,HBP)肝脏和胆道系统图像质量的影响。材料与方法回顾性分析57例肝脏Gd-BOPTA增强3.0 T MRI扫描患者病例。所有患者在注射对比剂后延迟60 min及120 min分别行FA为10°、15°、20°、25°、30°HBP成像,FA与延迟时间任意两两组合为10组。测量各组肝脏及胆总管的信号强度(signal intensity,SI)和竖脊肌的SI及标准差(standard deviation,SD),计算信噪比(signaltonoiseratio,SNR)、对比噪声比(contrast to noise ratio,CNR)、胆道-竖脊肌比值(bile to paravertebral muscle ratio,BMR);采用5分法对胆道的可视性进行主观评价。分别使用组内相关系数(intra-class correlation coefficient,ICC)和加权Kappa检验评估两名观察者间所测数据及主观评分的一致性;采用非参数Friedman检验进行各组SNR、CNR、BMR及主观评分多组间比较,采用LSD-t检验进行各组SNR、CNR、BMR及主观评分的事后组内两两比较,对结果进行Bonferroni校正,根据统计结果选择FA与延迟时间的最优组合。结果两名观察者除120min/FA15°组的SNR肝测量值的一致性为尚可外(ICC值=0.75),余各组数据测量及主观评分的一致性均良好(ICC值均>0.75,Kappa值均>0.75)。各参数在延迟120 min组均高于延迟60 min组;120min/FA30°组的SNR_(肝脏)最高[63.91(49.44,77.15)],与60min/FA10°组和120min/FA10°组的组间差异具有统计学意义(P<0.05);120min/FA30°组的CNR_(肝脏)最高[44.21(31.58,53.64)],与60min/FA10°组、60min/FA15°组、60min/FA30°组和120min/FA10°组的组间差异具有统计学意义(P<0.05);120min/FA30°组的SNR_(胆总管)最高[305.27(193.97,377.53)],与60min/FA10°组、60min/FA15°组、60min/FA20°组、60min/FA25°组、120min/FA10°组和120min/FA15°组的组间差异具有统计学意义(P<0.05);120min/FA30°组的CNR_(胆总管)最高[278.66(180.80,357.20)],与60min/FA10°组、60min/FA15°组、60min/FA20°组、60min/FA25°组、60min/FA30°组、120min/FA10°组、120min/FA15°组的组间差异具有统计学意义(P<0.05);120min/FA30°组的BMR最高[14.75(11.55,17.87)],与60min/FA10°组、60min/FA15°组、60min/FA20°组、60min/FA25°组、120min/FA10°组、120min/FA15°组的组间差异具有统计学意义(P<0.05)。主观评分结果显示,60min/FA10°组胆道的可视性最差,显著低于60min/FA20°组、60min/FA25°组、60min/FA30°组、120min/FA15°组、120min/FA20°组、120min/FA25°组、120min/FA30°组(P<0.05)。结论通过比较不同FA与延迟时间的组合,120min/FA30°组对Gd-BOPTA增强HBP肝脏及胆道图像质量显示最佳,增大FA与延长延迟时间可以明显提高图像质量。

基于代理模型的输电塔半刚性节点弯矩-转角曲线预测方法

为了准确、高效地评估输电塔半刚性节点的力学特性,提出了一种基于代理模型的输电塔半刚性节点弯矩-转角曲线预测方法,通过引入代理模型方法近似半刚性节点几何尺寸与极限抗弯承载力、初始转动刚度之间的函数关系,建立具有较高精度的预测模型,进而结合Kish-Chen幂函数模型拟合输电塔半刚性节点的弯矩-转角曲线。结果表明,提出的基于代理模型的输电塔半刚性节点弯矩-转角曲线预测方法能减少实验和数值模拟的成本,较好地模拟输电塔半刚性节点实际受力-变形情况,为输电塔半刚性节点的工程设计和理论研究提供了参考。

不同气候条件下预应力木梁柱节点长期转角计算方法

梁柱节点长期转角是评估预应力木框架结构长期适用性能的重要指标,过量的梁柱节点长期转角会引起木梁竖向变形的增大,降低结构适用性;因此准确预测预应力木梁柱节点转角的时变规律是保证预应力木结构长期安全服役的重要前提。该文提出了不同气候条件下预应力木梁柱节点长期转角的数值计算方法,该方法包括木材水分传输、时变预应力计算、弹性转角计算、蠕变和环境变形计算、节点长期转角更新五个模块。随后利用长期试验数据验证了计算方法的准确性。最后,基于验证的数值计算方法分析了不同气候条件、木材初始含水率和构件尺寸对预应力木梁柱节点长期转角的影响规律,依据50年服役期内的最大转角蠕变系数评估了节点长期变形的性能等级。结果表明:该文所提出的数值计算方法与试验结果吻合良好;气候年平均相对湿度越大,节点发生中等或严重变形的比例越高;木材初始含水率越高,节点发生中等或严重变形的比例越低;构件理论尺寸越大,节点长期变形越小。

一种联合TDCM和PFA的空间目标大转角ISAR成像方法

空间目标态势感知是当前航天技术领域的研究热点,逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar, ISAR)是空间目标感知的一种有效手段。为了得到利于目标鉴别的高分辨二维ISAR图像,需要通过增大积累转角来提高方位向分辨率。但是,随着转角的增大,平动与转动之间的耦合增大,使得传统的先平动补偿、后利用转动成像的两步式成像方法不再适用。本文提出了一种结合时域信号共轭相乘(Time Domain Conjugate Multiplication, TDCM)处理与极坐标格式算法(Polar Format Algorithm, PFA)的成像算法,首先利用雷达回波的二维相干性,通过TDCM处理进行平动粗补偿,然后借助PFA的插值操作校正大转角引起的散射点越分辨单元走动(Motion Through Resolution Cell, MTRC)并估计目标相对转动参数。通过迭代处理,持续对平动和转动参数进行优化,提升运动补偿效果。仿真验证了所提成像算法的有效性,与传统算法相比,成像聚焦性更好。

可控转角摩擦型铰节点滞回耗能研究

提出一种可控转角摩擦型铰节点,介绍了该节点的构造。利用既有试验对有限元软件ABAQUS模型材料参数进行验证,结果表明,试验结果与数值模拟结果吻合较好。建立25个不同参数的节点模型,探究螺栓预紧力、拼板间摩擦系数、梁固定端距销轴轴心距离、梁连接端肋板厚度、梁连接端肋板外伸长度、节点处肋板厚度、节点处肋板外伸长度共7个变化参数对节点滞回耗能的影响。通过拟合获得的数据,建立了节点摩擦反力提高系数与摩擦系数、节点安全储备系数与摩擦系数的关系曲线。结果表明:当节点转角大于设定转角后,节点产生的限位接触使节点反力大幅增加,实现限制节点转角的目的;摩擦系数在0.35左右耗能最大;在节点转角小于设定转角时,滑动摩擦反力与螺栓预紧力的比值约等于摩擦系数;节点最终破坏的总耗能随螺栓预紧力的增加而增大;螺栓预紧力超过规范规定的设计值时,对节点的累积耗能提高程度不明显;梁固定端距销轴轴心距离在梁高的0.95至2倍时耗能最佳;梁固定端距销轴轴心距离过大时,将降低节点的极限反力;梁连接端肋板厚度、梁连接端肋板外伸长度、节点处肋板厚度和节点处肋板外伸长度对节点滞回性能影响不显著。

基于深度学习的机理模型与数据混合驱动的视觉转角测量方法

为克服基于视觉的转角测量方法容易受到系统干扰的局限性,提出了一种基于深度学习的机理模型和数据混合驱动的视觉转角测量方法。从数学原理上验证了采用等腰三角形作为轴上花纹的合理性和有效性,构建三角花纹转角计算机理数学模型。引入基于YOLOv8的深度学习模型,采用线性组合将两者结合构建成混合转角测量模型。实验结果显示,这种混合模型在测量准度上有显著提升,相比仅用机理模型,其平均误差降低1.125°,均方根误差降低10.05°,在不同环境测试集上仍保持高效性能。该模型充分利用了深度学习模型对图像随机干扰的学习能力,同时保持了数学模型的约束和稳定性,提高了视觉角度测量的准确性,而且增强了其对环境变化以及系统干扰的适应性。

航空发动机叶片微束等离子堆焊转角焊缝模型研究

航空发动机叶片修复时,将受损部位切除后在新平面上进行多层多道焊接,在焊缝转角区域特别是转角点,因焊接工艺难以匹配导致过多熔滴进入熔池增加了焊缝熔高与熔宽,造成焊缝凸起,影响焊接质量。针对微束等离子焊接叶片转角区域焊缝的这种特征,建立了转角区域焊缝模型。首先利用抛物线曲线拟合建立了单道焊缝模型,并通过实验验证该模型能准确地表征单缝外形轮廓。然后提出了一种双焊缝转角重叠的焊缝成型模型。实验表明,采用该转角焊缝模型能够极大地降低转角区域焊缝的凸起,能满足航空发动机叶片修复精度的要求。

大转角快速反射镜柔性机构的优化设计与动态分析

针对压电驱动快速反射镜普遍存在的偏转范围小、扫描频率低等问题,本文设计了一种具有较大偏转角度的压电驱动快速反射镜柔性机构。首先开展了柔性机构嵌套级数、构型方式与固有频率、放大系数的相关性研究,得出了三级混合构型的初步设计方案。进一步将该机构离散为柔性铰链、刚性体和集中质量等基本单元,结合矩阵位移法,构建了柔性机构的通用动力刚度模型,得出柔性机构的结构参数与快速反射镜偏转角度的映射关系。在此基础上,对快速反射镜柔性机构关键尺寸参数进行优化设计,开展了柔性机构的模态分析。与国内外同类研究相比,该机构可以在保证较高一阶固有频率的基础上实现100 mrad机械偏转角度。

基于STM32实现扭矩-转角法的智能扳手的设计与实验研究

为了将扭矩扳手投入到对螺栓预紧力需求高的场景,基于STM32设计了一款高精度的可测量角度的扭矩扳手。该扳手采用扭矩-转角法,利用应变片传感器完成扭矩值设定,通过九轴传感器MPU9250采集角度数据。设计一种以卡尔曼滤波和互补滤波的联合算法为主的测量方案,通过该方案实现数据融合和角度解算。最后对测量方案可行性进行实验并与市面上不同方案的同类扭矩扳手在测量精度上进行对比。实验结果表明该测量方案可以用于角度的测定,在角度测量时减少了零点漂移和随机游走,减小了数据误差,提高了测量精度。

基于锁相环的高旋飞行体滚转角估计方法

针对高旋飞行体滚转角速率难以直接测量的问题,通过分析高旋飞行体的角运动特征,建立了滚转角运动模型,提出了一种基于地磁信息和锁相跟踪的滚转角估计方法。首先利用最小二乘过零检测方法,提取地磁传感器测量的角频率信息,进而解算得到高旋飞行体的转速信息,再根据高旋飞行体角运动特性和俯仰、偏航轴陀螺测量信号特性确定三阶锁相环环路滤波参数,对提取的角频率信息和转速信息进行锁频锁相跟踪。通过软件仿真和载体试验分别对滚转角估计方法进行了验证。结果表明:利用三阶锁相环方法对高旋飞行体滚转角频率进行有效跟踪,能够获取滚转角速度和滚转角,满足高旋飞行体姿态实时解算要求。

转角位移型阻尼器性能研究及工程应用

针对传统加固方案美观性不足、空间占有率大的缺点,本文提出一种应用于梁–柱节点的转角位移型金属阻尼器(RMD),该阻尼器外观为弧线型,布置点位于结构梁柱节点处,在保证耗能效果的同时,可最大程度满足建筑功能需求。RMD的耗能原理是梁–柱夹角变化推动阻尼器内部剪切钢板产生位移,耗能棒与剪切钢板相连,多根双曲线型金属棒在剪切板的带动下同时发生弯曲变形,进而耗散地震输入的能量。经有限元数值分析和力学试验研究发现,RMD拥有良好的耗能能力和塑性变形能力,即使在大变形下也不容易发生破坏,并且通过改变耗能棒的数量可以直接调节阻尼器的性能参数,满足不同的工程需求。由于现有常用工程设计软件中没有相应的转动型连接单元对RMD进行模拟,为方便工程设计,进一步提出一种直线型布置的等效模型,基于阻尼器变形前后位移等效原理,通过理论公式推导了等效模型物理参数计算方法,并使用有限元分析证实了该方法拥有较高的准确性。为评估该阻尼器的耗能效果,在相同的数量和布置形式下,将其与普通钢隅撑、黏弹性转角阻尼器分别设置在某一复杂电厂结构中进行减震设计分析。计算结果表明,RMD能够有效降低结构的地震响应,且减震效果优于隅撑与黏弹性转角阻尼器。

基于路径补偿的激光投影图形转角偏差矫正研究

在先进装备制造业中广泛应用的激光扫描投影技术在扫描投影复杂图形时易出现图形转角偏差,严重影响投影图形形状准确度,影响实际零部件定位装配。为解决此问题,分析了转角轮廓偏差产生的原因,研究了基于转角点处路径补偿的激光扫描投影图形偏差校正方法,在自主搭建的激光扫描投影系统中应用所研究方法进行验证实验。实验结果表明,优化后的插补路径数据信息点可以压缩至51.92%,补偿后的投影图形形状准确度优于0.5 mm。所研究方法能够优化非预期的转角点处的图形偏差,在自主研发的激光扫描投影系统中,可显著提高投影图形的形状精度,具有良好的实际应用价值。

高层六边形网筒结构变形转角计算方法

为了探究高层六边形网筒结构可靠变形转角对该类结构抗震设计的影响,文中在高层六边形网筒结构主要受力构件基本构成的基础上,提出了一种该类结构变形转角简化计算方法。通过考虑结构弯曲变形和剪切变形的影响,给出了典型六边形细胞单元剪切、弯曲刚度简化计算式,建立了六边形网筒结构子模块的变形转角和腹板角部斜柱轴向应变之间关系。构建一个48层四种不同角度的六边形网筒结构有限元计算模型,在不同荷载作用下进行了结构静力弹性分析。研究结果表明:在33.69°,53.13°,63.43°和69.44°斜柱角度影响下本文所提结构变形转角简化计算结果与有限元模型分析结果误差分别为6%,3%,0.08%和13%;在侧向均布荷载、倒三角形荷载和顶点集中荷载模式下二者误差分别为4%,2%和6%。这说明文中提出的不同斜柱角度和侧向荷载作用下结构子模块变形转角计算方法可行,以期为高层建筑六边形网筒结构抗震设计提供参考。

有限转角力矩电机电磁转矩与霍尔感应磁场研究

永磁式齿槽式集中绕组形式有限转角力矩电机一般具有较小的气隙,进而可以增加电机的气隙磁密幅值,提高力矩输出能力。根据这一优势,通过理论设计和有限元仿真软件设计出一种符合基本性能要求的旋转式直驱阀有限转角力矩电机,并研究了充磁方向、斜槽对齿槽转矩和输出转矩的影响,从而达到抑制转矩波动、改善转矩波形的目的。根据线性霍尔具有体积小、反馈信号线性度好等优点,选用线性霍尔接收信号,并研究霍尔位置和偏心距对霍尔波形畸变率的影响。研究表明,对霍尔波形进行优化后成功将谐波畸变率从最初的4.9%降低到0.1%以下,这在工程研究领域具有重要参考意义。