VISUALIZATION OF FLOW STRUCTURES IN A TURBULENT BOUNDARY LAYER USING A NEW TECHNIQUE

In this paper, an experimental investigation on the flow structures in a turbulent bounda- ry layer employing a special laser light sheet-Hydrogen bubble flow visualization technique is described. It is observed that the high/low speed streaks are directly related to the hairpin or horseshoe-like vortices. This observation can give a better understanding of the physical mechanism in the turbulent boundary layer.

对流-导热耦合作用下保温层对寒区水工隧洞衬砌结构力学特性的影响

以新疆布伦口水电站引水隧洞为例,考虑对流-导热作用,通过现场监测成果和有限元仿真计算,分析引水隧洞在不同位置铺设不同厚度的保温层对衬砌结构热-力耦合特性的影响。结果表明,表面铺设时,保温层厚度与衬砌的冻胀力呈负相关,且当厚度在0.06 m以上时,二次衬砌的冻胀力变为压应力;保温层厚度与衬砌的横向位移呈正相关,与纵向位移呈负相关。夹层铺设时,保温层厚度与二次衬砌的冻胀力呈正相关,与一次衬砌的冻胀力呈负相关;随着保温层厚度的增加,二次衬砌的最大主应力变为拉应力,不利于二次衬砌的安全稳定;随着保温层厚度的增加,一次、二次衬砌的横向位移差值增大近4倍,纵向位移差值增大10倍以上。

圆锥滚子轴承滚子剥离失效分析

针对某圆锥滚子轴承的一粒滚子外径呈直线剥离的现象,采用化学成分分析、金相组织检验及洛氏硬度检验等技术,对失效原因进行了分析。结果表明:滚子外径存在原材料裂纹,轴承运转时裂纹在应力的反复作用下不断扩展,直至发生了剥离。

基于点云数据驱动的中厚板机器人焊接路径规划

为实现中厚板多层多道自动化焊接的需求,提出一种基于点云数据驱动的机器人焊接路径自适应规划算法。以V形焊缝为例,首先通过线结构光扫描焊缝表面采集点云数据,对点云数据进行滤波预处理,在精简数据量的同时也去除噪声点,据此采用点云分割和边缘提取算法成功提取焊缝特征点。最终通过焊接实验验证算法的准确性和可行性,结果表明,提出的算法处理得到的焊缝特征点坐标与人工示教得到的实际坐标偏差小于0.17 mm,能够满足实际应用需求。

寒区BRT公交专用线路面结构特征与服役性研究

为了明确寒区重载客车车道路面结构特征与适用性,本文以兰州市BRT(快速公交系统)专用线为研究对象,利用多层弹性层状体系理论提出三个沥青路面结构方案[方案一(P_(1)):SMA-13+AC-20+AC-25;方案二(P_(2)):SMA-13+AC-20+ATB-25;方案三(P_(3)):砌块砖石+水泥处置层+砂砾土],并基于HPDS2017、GeoStudio 2018,围绕其服役性能(路面永久变形量、路表验收弯沉值)展开研究。结果表明:车辙是该路段的主要病害,BRT车道上更严重;P_(1)和P_(2)的路面结构均符合规范,经路面结构层参数计算和软件验算,P_(1)的抗车辙能力强于P_(2),更适合于该路段;P_(3)的设计永久变形量为28.5mm,P_(1)和P_(2)的设计弯沉值为29.3mm,因此砌块路面抗车辙病害能力优于沥青路面。结合P_(3)提出组合式方案,即BRT车站停靠处铺设P_(3)路面,车道铺设P_(1)路面。

单层衬砌地铁站混凝土结构防水施工工艺研究

文中以青岛地铁一号线西镇站硬岩隧道防水型单层衬砌施工为例,简要阐述了单层衬砌地铁车站防水材料及施工工艺的选择,以供参考。

基于ANSYS的汽车盘式制动器的结构优化设计

汽车在制动时,动能瞬间转换成大量热能,这些热量来不及散发,使制动盘和摩擦衬片的温度瞬间上升,材料的热衰退直接影响到制动的可靠性,所以制动器的瞬态热-固耦合分析在制动器设计过程中有着举足轻重的作用。本文在SolidWorks软件中建立了某轿车盘式制动器的简化三维模型,并通过ANSYS Workbench软件对某轿车紧急制动时的制动器进行了瞬态热-固耦合仿真分析,分析了制动盘和摩擦衬片的可靠性,得到刹车后制动器、制动盘和摩擦衬片温度随时间的变化云图。热-固耦合分析结果表明,制动器的温度变化及分布规律是合理的,所以此设计的制动器散热性能良好,符合预期目标。同时本文在满足安全系数要求的情况下,对制动盘进行打孔和开槽,既增强了制动盘的散热性能,又提高了制动盘结构强度和安全系数,进一步实现了结构轻量化,为以后制动器的优化设计提供了参考。

纳米科技在耐火材料中的研究现状及发展趋势

简单介绍了纳米科技的特点,重点阐述了国内外纳米科技在耐火材料中的研究、应用现状和纳米粉体的分散技术种类及其发展趋势。

低压电力线载波通信网络自动组网方法研究

以扩大低压电力线载波网络的通信范围,提高通信的可靠性为目的,在分析低压电力线载波通信网络的组网特点和拓扑模型的基础上,提出了一种基于通信信号'信噪比'的简单且具有较高可靠性的自动组网方法。给出了该组网方法的具体步骤并用实例进行了解释说明,对该组网方法进行了仿真分析。结果表明该组网方法耗时较少,能够有效减小节点之间的'通信距离'并能找到多条通信路径,从而提高了整个网络的可靠性和实时性。

膨胀岩土地层环状膨胀对盾构隧道衬砌荷载的影响

为了获得膨胀岩土地层环状膨胀产生的膨胀荷载对于盾构隧道衬砌结构内力的影响规律,从理论上推导了岩土环状膨胀引起的附加荷载计算公式,并利用有限元分析软件ANSYS,建立了膨胀地层隧道模型并进行数值模拟。结合数值分析方法,研究了不同膨胀圈厚度情况下,地层环状膨胀对衬砌结构接触压力增量的影响。研究结果表明,膨胀荷载与岩土膨胀力大小、应力水平、地层抗力、膨胀后岩土的物性参数等因素有关,因环状岩土膨胀引起的衬砌压力增加值小于室内测得的岩土膨胀力;衬砌径向压力增加值与衬砌和深部围岩刚度、膨胀圈厚度成正相关关系;衬砌压力的增加值主要体现在结构轴力上,这对结构受力是有利的,从而轴力成了该结构设计的控制因素。研究成果为盾构隧道结构设计膨胀荷载的取值提供了依据。

二层结构的流域生态调度研究Ⅰ:方法与模型

针对现有生态调度研究和实践以工程为中心、流域水量调控考虑不足的问题,提出在水量调控基础上进行工程调度的二层结构流域生态调度模型。模型上层先模拟水资源配置决策下的径流过程、水利工程入流以及供水结果,以此为目标和约束条件优化工程调度规则,作为下层水利工程调度的依据,实现符合总体水量决策下的流域整体生态调度。根据影响河道水量过程的决策因素,从社会经济需求控制、水源开发利用和工程运行调度三方面分析流域生态调度调控措施,按照经济生态逐步协调均衡的原则提出从现状模式到综合模式的方案设计方法,形成流域生态调度的整体方法和模型。

单层结构陶瓷天线罩材料的宽频透波性能设计

依据天线罩对宽频带透波性能的要求,采用传输线理论,建立了单层结构天线罩平板材料透波率的计算方法。对单层结构天线罩材料的介电性能参数进行了优化设计,确定了在2-18 GHz频带,0-40°入射角范围内满足透波率要求的最优介电性能参数。设计结果表明,当材料的介电常数ε≤3.0,损耗角正切tanδ≤0.02时,具有最佳厚度的材料在2-18 GHz频带,0-40°入射角范围内透波率大于60%。根据优化设计结果,兼顾天线罩材料的力学和热学性能等要求,确定了单层结构天线罩材料体系为空心石英纤维增强氮化物陶瓷基复合材料。根据所选材料体系的介电性能（ε=2.8,tanδ=0.005）,进一步对其结构参数（厚度）进行了优化计算,确定了满足宽频带透波性能要求的最佳厚度为7mm。对满足壁厚设计要求的单层结构天线罩平板材料进行了宽频带透波性能测试。结果表明,该单层平板材料在2-18 GHz频带范围内透波率大于60%。

寒区隧道衬砌结构设计方法

在寒区冬冻夏融周期变化的环境下,冻害问题常影响到隧道结构及运营安全。为提高寒区隧道设计水平,节约工程建设成本,同时保证隧道安全正常运营,本文提出了新的寒区隧道衬砌结构设计思路:在提出寒区隧道衬砌设计流程的基础上,给出了不同冻土段衬砌结构选型的建议:冻岩隧道可采用三层复合式衬砌结构,工程冻土段隧道可采用柔性支护体系的复合式衬砌;系统总结了多年冻土段和工程冻土段的冻胀力控制措施;从结构设计角度,分析了铺设保温层的必要性取决于:冻胀力的量值和衬砌结构的耐久性;最后将提出的寒区隧道衬砌结构设计方法应用于实际工程,定量评估了姜路岭隧道围岩冻胀力控制措施的效果,且目前隧道现场科研监测未测到冻胀力;根据本文研究成果,优化了白茫雪山1号隧道衬砌结构的设计,考虑到保温层铺设成本较高且延缓了施工速度,调整了衬砌保温结构设计,减少保温层铺设长度3 810 m。

基于视觉识别的线控制动压力滑模控制

制动安全是车辆主动安全的关键技术之一。制动决策和执行器控制是影响线控制动系统性能的两个主要因素。路面自适应性和控制器鲁棒性分别对制动决策和执行器控制有着重要影响,制约着线控制动系统的发展。本文中以一种液压调控的线控制动系统为基础,针对路面自适应性和控制器鲁棒性问题,提出一种双层结构的制动系统控制器,上层采用计算机视觉的方法对路面类型进行识别,根据识别结果制定当前路面的最佳滑移率;下层针对制动系统参数不确定性问题,引入滑模控制理论对制动过程中的最佳滑移率进行跟踪控制。通过仿真与实验验证,结果表明,双层结构的制动系统控制器相比传统控制器,路面的自适应性好,制动距离更短,控制器鲁棒性好。

输电线路巡检图像智能诊断系统

随着电网系统对安全性的要求不断提高,机器人等自动化设备越来越多地应用到电力巡检中,人工手段对设备采集的图像进行缺陷检测存在效率低、检测结果不稳定的缺点。为此提出并开发了一种输电线路巡检图像智能诊断系统。在系统中构建了分层软件结构,基于Visual Studio 2010开发环境,开发了图像导入、数据库访问、文本输出等功能模块,使用了多种检测算法,且利用ADO技术以实现对数据库的访问和修改。软件测试的结果表明该系统具有工作效率高、错误率低、界面友好等优点,适用于输电线路巡检图像的检测工作。

大庆外围扶杨油层难采储量优选界限及开发方案

大庆外围地区扶杨油层探明储量占大庆外围地区累计探明储量一半以上。扶杨油层河道砂体规模小,储层物性差,非均质性强。通过分析扶杨油层加密调整区块开发效果和开展未开发储量评价,提出了扶杨油层储量注水开发优选界限和建立有效驱动体系井排距界限,研究形成了“两个界限”以上Ⅰ,Ⅱ类储量井网与压裂整体优化设计方法,在肇源油田源35等区块注水开发见到了明显效果。此外,探索了Ⅲ类储量采用特殊结构井、非常规方式开发的可行性。

双层次能源联络线结构配电网的接纳能力分析

为了实现能源利用的高效性、安全性和可持续性,未来配电网应着力解决广域能源共享和大规模分布式电源安全接入等关键问题。为此首先根据能量最优分配及投资运行经济性的原则建立能源联络线的优化规划模型,并在此基础上提出双层次能源联络线结构的构建方法;然后,基于含分布式电源的配电网的二维多分辨率模型提出计及电压、线路热稳定极限和网络损耗等因素的接纳能力分析方法;最后,应用典型算例对具有双层次能源联络线结构的配电网的接纳能力进行分析计算。结果表明,与传统网络结构相比,双层次能源联络线结构能够实现本地能源的自然平衡和广域能源的优化调度,提高配电网对分布式电源的接纳能力。

基于膨胀本构的石膏岩隧道衬砌缓冲层厚度优化研究

膨胀性围岩对隧道衬砌结构均有特殊要求,针对重庆梁忠高速公路礼让隧道膨胀性石膏岩的衬砌结构改进问题,基于Noorany修正膨胀本构建立数值计算模型,对增设的EPS缓冲层结构进行厚度优化和隧道结构稳定性研究。采用FLAC软件对开挖后的隧道初期支护、缓冲层和二次衬砌3种结构的力学状态进行多因素对比模拟分析,得到了一定工况下隧道支护结构的最优缓冲层厚度为40 cm。在现场采用该厚度的EPS缓冲层作为初衬与二衬间的支护结构,通过现场监测,缓冲层与二衬间的接触压力均小于规范预警值,表明支护结构优化方案可靠性较高。理论及应用研究均表明,衬砌结构中增加EPS缓冲层是富水膨胀性围岩隧道的有效支护形式和潜在灾害防治措施,该优化方案及其设计分析方法对类似工程均具有重要的推广应用价值。

EPS颗粒-黄土混合土减震层对黄土地区隧道衬砌结构的减震作用

为了分析聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)颗粒-黄土混合土减震层在不同条件下对隧道衬砌结构减震效果的影响,采用通用有限元软件ANSYS建立了在隧道支护体系内设置减震层的数值模型,分析了EPS颗粒掺入比、减震层厚度及地震动强度对隧道衬砌结构动力响应规律的影响。结果表明:设置减震层可以减小传递至隧道衬砌结构的地震能量,从而使得隧道衬砌结构各关键点正应力、剪应力、最大主应力、位移及加速度峰值均有所减小,且一定范围内随着EPS颗粒掺入比的增大,减震效果逐渐明显;减震层的厚度控制在30~50cm区间内时减震效果最佳;减震层在强震作用下的减震效果更好,该混合土减震层更适合高烈度地震区的抗减震;所得结论可为今后在土体环境尤其是黄土地区开挖的隧道衬砌结构抗减震工程建设提供一定参考。

双层模筑混凝土隧道衬砌受力检算的叠合梁模型及其应用

在荷载结构模型、弹性链杆有限元法的基础上,文章采用叠合梁模型模拟计算双层模筑混凝土衬砌的受力情况。双层衬砌之间通过只能受压的径向弹簧传递接触压力,达到双层模筑混凝土衬砌共同承担围岩荷载、自动分配荷载比例的目的。计算结果表明:叠合梁模型在分析双层模筑混凝土衬砌安全稳定性时具有传统方法所不具有的优势,该模型可以为复杂隧道衬砌结构的设计和检算提供一个新思路,同时采用叠合梁模型进行双层模筑混凝土隧道衬砌受力检算时,建议层间弹簧弹性系数在拱腰以下取500 MPa/m、拱腰拱顶范围取300 MPa/m。