非线性曲面梁形态优化及恒压支撑装置设计

基于超前支护设备顶梁支撑结构研究一种恒压支撑装置的设计方法,恒压支撑装置由正刚度线性弹簧、负刚度非线性平面曲梁及承压气囊组合而成。通过对巷道顶板应力场分析,得到支撑结构的边界条件;利用B样条曲线简述负刚度非线性平面曲梁的特点;基于遗传算法与非线性有限元法对负刚度非线性平面曲梁进行形态优化设计;依据恒压支撑装置的工作原理,对线性螺旋弹簧刚度/强度特性进行分析与设计;对恒压支撑装置的零部组件进行设计,实现支撑装置输出压强大小恒定及自我保护功能。恒压支撑装置设计方法为综掘巷道超前支护研制提供了有力技术支撑。

载体晶面诱导的Pt-Sn合金及其丙烷脱氢研究

针对传统浸渍过程中Sn与氧化铝载体易于形成铝酸锡络合物,在反应过程中Pt-Sn合金结构易偏析的问题,利用Al_(2)O_(3)择优暴露晶面诱导效应构筑稳定的Pt-Sn/Al_(2)O_(3)有序合金催化剂。通过丙烷脱氢性能评价发现,棒状r-Al_(2)O_(3)负载的Pt-Sn催化剂形成了均匀且结构稳定的有序合金结构。在560℃时,丙烷初始转化率达68%,丙烯选择性大于97%,远高于其他氧化铝载体负载的Pt-Sn催化剂。利用SEM、STEM和CO-IR等对系列催化剂结构进行表征,结果表明,Pt-Sn/r-Al_(2)O_(3)中形成了隔离且电子富集的Pt物种,从而促进了C—H的活化及丙烯的脱附。

基于最小二乘孪生支持向量机的不确定数据学习算法

孪生支持向量机通过计算2个二次规划问题,得到2个不平行的超平面,用于解决二分类问题。然而在实际的应用中,数据通常包含不确定信息,这将会对构建模型带来困难。对此,提出了一种用于求解带有不确定数据的最小二乘孪生支持向量机模型。首先,对于每个实例,该方法都分配一个噪声向量来构建噪声信息。其次,将噪声向量结合到最小二乘孪生支持向量机,并在训练阶段得到优化。最后,采用一个2步循环迭代的启发式框架求解得到分类器和更新噪声向量。实验表明,跟其他对比方法比较,本方法采用噪声向量对不确定信息进行建模,并将孪生支持向量机的二次规划问题转化为线性方程,具有更好的分类精度和更高的训练效率。

超大跨度空间X撑结构屈曲强度特性研究

为了深入研究深水导管架平台超大跨度空间X撑结构的承载机理,合理地指导工程设计,本文在已有理论模型的基础上,研究了空间X撑结构(有面外支撑X撑结构)在典型的载荷模式、刚度特性、端点约束以及长度因子(交点位置)等参数下屈曲长度系数的变化规律,结合实际工程深水导管架结构,辅助有限元计算对超大跨度有面外支撑X撑结构进行了屈曲强度分析,最后得到了可为工程设计提供有效技术支撑的多个结论。

基坑混凝土支撑的平面稳定性设计计算探讨

基坑相关规范对基坑支撑平面内的计算长度系数规定不详,通常对支撑平面内计算长度系数取为1.0。通过对基坑混凝土支撑的平面稳定性进行分析,认为按框架布置的支撑平面内稳定性不容忽视,且为支撑承载力的主控要素,平面内的计算长度系数大于1。根据稳定屈曲理论,提出了一种简单适用的长度计算系数公式,并提出提高支撑稳定性的关键措施。

端盘型螺杆泵测试装置的分析和优化设计

通过对端盘型螺杆泵在产品测试时效率较低的原因进行分析,提出用于端盘型螺杆泵产品测试装置的优化方案,将端盘型螺杆泵进、出口方向组合方式进行固定,在测试时固定端盘型螺杆泵进口的方向,通过在端盘型螺杆泵出口位置设置旋转接头以及平面支承等相关零部件,使测试装置能够满足端盘型螺杆泵多个进、出口方向组合方式的测试要求。通过优化方案,可对端盘型螺杆泵的测试过程进行简化,这样可以解决在端盘型螺杆泵产品测试中测试效率不高、测试调整过程繁琐等问题,实现通过一套测试装置能够快速满足不同规格端盘型螺杆泵各种进、出口方向组合方式的测试工作,提高测试效率,节约测试成本,更好地满足端盘型螺杆泵的高效产出。

火灾后铁尾矿砂混凝土梁抗弯性能试验研究

为研究铁尾矿砂全部替代天然砂对混凝土梁火灾后抗弯性能的影响,对3根受火45 min和3根非受火混凝土梁进行了静载试验.对比了受火过程中梁内混凝土和钢筋温度分布、梁跨中挠度以及火灾后静载试验荷载-挠度曲线、残余抗弯承载力、破坏形态,验证了平截面假定,分析了铁尾矿砂全部替代天然砂和不同铁尾矿砂混凝土强度对钢筋混凝土梁火灾后抗弯性能的影响.结果表明:铁尾矿砂混凝土梁与天然砂混凝土梁受火过程中混凝土和钢筋温度、跨中挠度无明显差异,受火45 min后满足平截面假定;铁尾矿砂混凝土梁的火灾后残余抗弯承载力与天然砂混凝土梁无明显差异,但破坏时跨中挠度显著增加;不同铁尾矿砂混凝土强度(C30、C40)对梁火灾后抗弯承载力影响不大.

石化装置中配管专业塔器设计探究

现代生活中,化工产品无处不在,人们对化工产品的需求也在不断提高。化工装置中动静设备有很多,而塔器在化工装置中起着至关重要的作用,它决定了整个装置的产品种类及其收率。当前,针对塔的工程设计,不仅要对塔器内构件进一步的优化,其管道的布置及相应的设计也会从很大程度上影响和决定装置能否正常运行。结合设计工程实例从塔的平面布置、开口方位、平台布置及其管道布置等方面展开讨论。

某异形空间曲面耐候钢砖幕墙结构体系设计

不同族的正(余)弦函数曲线沿高度和长度方向共同放样,可形成复杂的空间曲面。将0°、45°、90°和135°放置的耐候钢砖沿异形空间曲面进行模块化排布,可形成复杂的耐候钢砖幕墙。针对此耐候钢砖幕墙,提出了由内置异形钢框架、面外支撑和空心钢砖所组成的稳定幕墙体系,并对此幕墙体系的力学性能进行了精细化的有限元模拟分析。分析结果表明,该幕墙体系整体受力性能好,结构传力途径明确,可满足结构承载和正常使用要求,是一种能满足建筑的空间视觉与美观要求的幕墙结构体系。

面向无支撑3D打印的近似金字塔形状分解

FDM法是当前3D打印中应用最广泛的方法之一,该方法有许多优点,但也存在的需要添加支撑结构才能打印悬垂部分的缺点。针对该缺点,设计了一种近似金字塔形状分解的方法,通过采样平面对模型进行分区,构建点的分类投票矩阵,通过kd-tree加速的分区聚类算法对模型进行分解。结果表明,该分解方法能成功将原模型分解为若干不需要支撑即可进行3D打印的部分。

近距离煤层采空区下回采巷道布局研究

在近距离煤层联合开采中,下煤层布局形式一直是研究的重点。大佛寺煤矿已开采的联合采面均采用的是内错式布局。现因设备能力提升,工作面宽度加长,在4上煤已回采的前提下,内错式布局已不再适用大佛寺煤矿当前的开采。通过分析41106工作面残留煤柱下方压力影响范围,得出40111工作面回顺内错12.6 m,运顺外错42.5 m;建立数值模拟模型,通过监测分析垂直应力规律、巷道表面位移得出,40111工作面采用回顺内错13 m,运顺外错42.5 m;优化顺槽支护形式,充分发挥锚杆、锚索在支护过程中的协同作用。研究表明,40111工作面已顺利回采,巷道无明显压力显现,证明了平错式布局在大佛寺煤矿的可行性,也为后续联合采面的开采奠定了基础。

跨航道简支钢桁梁桥主桁节点与横梁连接性能研究

对于简支钢桁梁桥,主桁受力变形会引起桥面系的变形,进而使横梁产生面外弯矩,影响整体受力性能;同时横梁面内也承受较大的弯矩,使得横梁与主桁连接部位应力较大。为改善横梁面外受力与面内受力情况,提高主桁节点与横梁连接性能,首先建立整体模型并通过参数分析研究采用不同施工方法对横梁面外弯矩的影响;然后,基于局部模型分析了横梁与主桁连接部位的受力情况,并对比了不同构造措施对此连接区域受力的改善程度。研究表明:采用纵梁滞后安装、设置长圆孔等措施可以一定程度上降低恒载作用下纵梁与主桁纵向变形不一致导致的横梁面外弯矩,但是考虑活载效应后,各种措施降低效果有所减少;对于传统的横梁与主桁连接形式,由于横梁面内弯矩较大,腹板与主桁连接角钢会出现较大的应力,采用纵梁滞后安装、设置长圆孔等施工措施不能有效降低此应力,故成为结构的薄弱环节;在横梁上翼缘与主桁连接位置采用角钢连接的加强构造形式可以有效提高节点刚度,降低主桁与横梁连接部位的应力水平;采用整体节点的构造形式则可以有效避开横梁与主桁连接的受力薄弱位置,新的连接位置距离主桁一定距离,从而大幅度降低了连接位置的应力水平。

浅埋厚松散层薄基岩综采工作面开采覆岩切落体结构分析及应用

浅埋厚松散层薄基岩综采工作面开采覆岩破断失稳诱发的强压显现问题日益凸显,已对矿井安全及高效生产带来严重威胁。为此,以神东矿区22614工作面为工程背景,采用现场监测、相似试验与力学建模相结合的研究方法,分析其强矿压显现特征,揭示采动覆岩破断失稳诱因,构建覆岩破断结构力学模型,核定工作面液压支架工作阻力,并开展现场实例应用。结果表明:现场监测的工作面开采顶板平均破断步距为11.2 m,液压支架平均工作阻力为8450.1 kN,最大工作阻力为11857 kN;相似试验中,工作面开采老顶呈短悬臂岩梁剪切破断,断裂面贯通地表,覆岩滞后煤壁整体切落,平均垮落步距为12.5 m;通过建立浅埋厚松散层薄基岩综采工作面覆岩切落体结构平面力学模型,提出了覆岩切落体结构失稳判据,指明不稳定系数与覆岩切落角和液压支架承载力间的正相关关系;并给定了工作面液压支架工作阻力计算公式,算出了液压支架平均承载力为8364.22kN,与现场监测结果具有较好的一致性。该结果可为我国浅埋厚松散层薄基岩综采工作面支架选型和顶板控制提供重要的理论依据。

任意边界条件下环扇形板面内振动特性分析

基于改进傅里叶级数方法(Improved Fourier Series Method,IFSM)对任意边界条件下环扇形板的面内自由振动特性进行计算分析,任意边界条件可采用沿各边界均匀分布的法向和切向线性弹簧来模拟。环扇形板的径向和切向位移函数被不变地表示为改进傅里叶级数形式,并通过引入正弦函数项来克服弹性边界的不连续或跳跃现象。将位移函数的傅里叶展开系数看作广义坐标,并采用瑞利-里兹方法对其进行求解,得到一个关于未知傅里叶系数的标准特征值问题。通过求解标准特征值问题而简单地求解环扇形板面内振动的固有频率及其振型。通过不同边界条件下环扇形板模型结果与文献解及有限元法结果相对比来验证了本文方法的正确性及可靠性。

山西某大剧院看台屋面网架超高施工模架设计与分析

以某大剧院看台屋面网架的超高施工模架为例,首先介绍了将超高施工模架简化为平面排架的计算模型,分别就杆件强度、刚度及整体稳定性进行验算分析;其次,利用结构分析软件SAP2000建立了模架整体空间有限元模型,对比了平面模架与空间模架两种计算模型之间的计算结果差异,分析了超高模板支撑体系的空间整体性能。结果表明,平面排架计算模型的计算过程相对简单合理,且具有一定的安全储备。最后,强调了超高模架搭设施工过程中应该注意的几项施工技术。

软岩井巷喷射混凝土抗渗机制及模拟试验研究

针对豫西滑动构造区软岩巷道在喷射混凝土支护条件下的抗渗性能问题,从立方定律基本理论着手,结合地下水层流渗透特点,按照不同的施工条件进行了黏结面渗透性能的模拟试验,并导出了相应的计算公式。通过试验结果的对比和分析,可以清晰了解到岩性、粗糙度、界面剂和大型刻槽等各种影响因素之间相互作用的过程和机理。即:(1)黏结面作为结构上的薄弱面,其渗透性要远远大于岩体和混凝土本体的渗透性,而粗颗粒软岩黏结面的渗透性也要远远大于相应的细颗粒软岩;(2)限制岩体结构面的粗糙度、使用各种界面剂以及布置适当的人工刻槽均能提高黏结面的抗渗性能;(3)岩体结构的荷载条件是黏结面渗透性能的一个重要影响因素。

面内剪力对点式支承玻璃板孔边应力的影响分析

在点式支承玻璃建筑中 ,很多情况下玻璃板不仅要承受弯曲荷载如风荷载的作用 ,还要承受剪切荷载如重力的作用。另外 ,温度、支座位移等因素也可能引起较大的面内剪力。根据有限元计算结果 ,分析了四点简支单片玻璃板在面内剪力作用下的应力分布情况 ,具体考虑了孔心边距、剪力大小、玻璃板尺寸以及厚度等因素的改变对孔边应力产生的影响 ,给出了点支承玻璃板抵抗面内剪力时的设计建议。

高强钢筋RPC梁受弯构件正截面承载力试验研究

对6根高强钢筋RPC(Reactive Powder Concrete)简支梁进行了静力三分点加载试验,分析了不同纵筋配筋率、纵筋等级、纵筋直径和受压钢筋直径不同时对梁的受力性能影响,得到结论为:平截面假定对于高强钢筋RPC梁同样适用;配筋率是高强钢筋RPC梁承载力的主要影响因素;参照普通钢筋混凝土梁正截面承载力计算模型,导出了高强钢筋RPC受弯构件正截面承载力计算公式;高强钢筋RPC梁的界限相对受压区高度为0.62。

基于ADC的军用飞机保障效能模型

为全面客观地评估军用飞机保障效能,基于武器系统效能ADC模型的原理,对影响军用飞机保障效能的相关因素进行了分析,建立了军用飞机保障效能模型;结合某型军用飞机部署使用阶段的相关保障数据,给出了模型参数量化方法和评估结果。模型结构简明,较好地保留了ADC模型的解释性。

高导流自支撑酸化压裂室内实验研究

针对常规酸化压裂刻蚀形成的点状支撑裂缝在高闭合应力条件下导流能力快速衰竭的问题,设计了一种新型的自支撑酸化压裂方式,实现酸蚀裂缝的面状支撑。运用室内酸蚀裂缝导流能力测试技术,测定了闭合应力为20~90 MPa条件下的自支撑裂缝导流能力。利用三维形貌扫描手段,评价了自支撑模式的缝面刻蚀特征和支撑高度。结果表明,自支撑模式下裂缝支撑高度提高约4倍,在闭合应力为50 MPa条件下酸蚀导流能力提高了41.8%,裂缝支撑的有效性、稳定性得到彻底改善。自支撑酸化压裂技术对于延长深井、超深井酸化压裂措施有效期以及提高深层油气藏开发效果具有重要意义。