装配式技术在老旧小区更新改造中的应用

我国城市化进程的不断加快使得老旧小区的更新改造逐渐成为城市发展的重要任务之一,然而在更新改造的进程中,传统的改建方式耗时费力的同时,也对居民的生活造成了不可避免的影响。因此,装配式技术成为了一种适配老旧小区改造更新的施工方式之一。拟以合肥市公园新村住宅小区为例,针对老旧小区山墙面设计装配式绿植种植装置——“城市绿肺”,将装配式技术应用于外围护结构改造升级,希望能起到有效缩短工期、减少污染、改善生活的作用。

改进算法在导弹结构热防护一体化中优化研究

为了解决超高声速导弹飞行给弹体结构及热防护带来苛刻的挑战,提高导弹结构热防护一体化承载/防热的性能,提出一种对其结构优化设计的个体扰动多策略樽海鞘算法。通过引入Sobol序列对初始种群均匀化以保持种群多样性;使用动态权重调节机制策略,提高算法速度;融合变异因子及反向解策略,提高算法精度;多用一个临时储备库可以获得满足实际需要的Pareto最优解。最后用改进算法优化弹体结构及热防护系统,相同环境下,改进算法搜寻到最优适应值、平均收敛速度均优于标准樽海鞘算法及其他优化算法。实验数据表明,改进算法能够解决结构热防护效率及结构质量相互影响的问题。改进樽海鞘算法不仅能够提高算法速度、收敛精度,还改进了弹体结构承载/防热的性能。

考虑瞬态温度和应力约束的承载隔热多功能结构拓扑优化

一体化热防护结构通常处于严酷的非稳态热环境,热载荷作用的时间效应(即瞬态热效应)明显.为了避免瞬态热分析的巨大计算消耗,以往的一体化热防护结构优化设计研究通常将瞬态传热等效为相同热边界条件下的稳态传热,将稳态传热分析的温度场作为设计热载荷.然而,已有的研究表明稳态传热无法准确等效瞬态传热的作用效果,瞬态热效应对结构设计结果具有重要影响.文章研究了考虑瞬态热效应的一体化热防护结构优化设计问题,建立一种考虑瞬态温度和应力约束的一体化热防护结构拓扑优化方法.该方法以SIMP(solid isotropic material with penalization)法为基础,构建两种针对一体化热防护结构的热弹性结构拓扑优化模型:(1)考虑材料体积分数、最大应力和底面最大温度约束,以最小化结构应变能为目标的刚度设计模型;(2)考虑最大应力和底面最大温度约束,以最小化材料体积分数为目标的轻量化设计模型.通过求解瞬态热力耦合方程获得结构的热力耦合静力分析结果;通过响应量在空间和时间域的凝聚积分函数表征结构响应在时域内的最大值,并以此构建相应的约束和目标函数;采用伴随法推导约束和目标函数的灵敏度表达式.通过3个数值算例验证了本方法的有效性.数值算例结果表明,在瞬态传热条件下,本方法能够准确反映瞬态热效应对一体化热防护结构设计结果的影响;相比于基于稳态热分析的设计结果,考虑瞬态热效应的设计结果具有更优的性能.

Characteristic Analysis of UHVAC/DC Hybrid Power Grids and Construction of Power System Protection

Strong DC coupling with weak AC and large-scale renewable energy integration are the two significant characteristics of ultra-high-voltage AC/DC(UHVAC/DC)hybrid power grids in China.Strong coupling between AC and DC grids and the different integration performance of renewable energy sources have profoundly changed the stability characteristics of the power system.The traditional stability control system is inadequate for the stability control of UHVAC/DC power grids.This paper analyzes the requirements for constructing an integrated defense system in a UHVAC/DC hybrid power grid(i.e.power system protection).The definition,connotation,and designing principles of power system protection are put forward.The relationship between the power system protection and the traditional three-defense lines is investigated.The design principles,general hardware structure and main functions of a power system protection are presented.Key problems and technologies are specified in the construction of the power system protection.

一种高温工作的有源天线结构设计

文章基于热防护技术,通过隔热结构设计和耐高温天线罩及隔热材料的选择,提出了一种飞行器载耐高温有源天线的一体化设计方案,并对隔热结构进行了仿真和分析。结果表明,该方案具有可行性,能为后续耐高温有源天线的设计提供参考。

一体化热防护技术现状和发展趋势

防隔热/承载一体化热防护的结构承载功能使其比传统热防护具有更高的结构效率。近年来,已经发展了波纹夹芯一体化热防护及改进方案、刚性隔热夹芯一体化热防护、多层级一体化热防护等多种一体化热防护概念。首先介绍了各方案的结构特征,分析了各方案的热短路效应和结构承载性能。阐述了一体化热防护等效性能分析与热力耦合响应高效分析方法。介绍了热力耦合约束下一体化热防护的结构尺寸优化与材料优选方法。论述了一体化热防护非确定性分析与设计方面的研究进展。在此基础上,总结了一体化热防护发展的特点和不足,探讨了一体化热防护的发展方向。

4D打印技术在航空飞行器研制中的应用潜力

4D打印技术是最近一段时间快速发展的新兴增材制造技术,对飞机等航空航天装备的结构智能化发展具有重大前瞻性意义。本文论述了战斗机的发展及对多功能结构的需求,阐述了4D打印在实现飞机功能融合方面的重要作用;探讨了4D打印的定义、专用材料、工艺装备及结构构型特征;讨论了4D打印在航空飞行器智能变体结构、新一代热防护及新型隐身技术方面的应用潜力;给出了4D打印的技术成熟度提升、关键技术突破及学科融合方面的发展建议。

热防护系统结构完整性试验评估技术研究进展

重复使用飞行器兼具航空、航天飞行器的特点,具有快速、机动等优势,是目前国际航空航天领域的重要发展方向。热防护系统作为可重复使用飞行器的重要组成部分,再入阶段起到防隔热作用,保证飞行器内部冷结构以及仪器设备的正常工作。飞行器单次飞行任务涵盖发射、分离、在轨、再入、着陆等过程,需要经历复杂的空天服役环境,每次飞行都会对热防护系统造成不同程度的损伤,例如防热瓦涂层开裂、防热瓦脱落、连接松动、间隙发生变化等。热防护系统的结构完整性直接决定了飞行器的飞行安全和可重复性,需要在飞行器研制阶段开展热防护系统结构完整性的设计与试验评估。本文对国内外热防护系统结构完整性试验评估所涉及的试验体系、试验项目、标准规范等进行总结,给出了热防护系统结构完整性评估面临的关键技术问题和发展方向,为我国热防护系统的强度校核、环境适应性考核及试验验证提供技术支撑。

一种一体化热防护承力结构的设计研究

采用ITPS(Integrated Thermal Protection Systems)承力结构的方法,开发了基于PATRAN PCL语言的参数化建模程序,能够自动、快速地建立该类型结构的有限元模型。通过改变腹板与底面板之间的夹角,得到了ITPS最佳热短路模型。通过数值分析研究了镂空腹板对ITPS承载能力及隔热性能的影响。结果表明,腹板与底面板夹角76°时,ITPS静力分析的最大等效应力达到极小值,镂空腹板高度和倒角半径的综合设计关系到ITPS优化设计的成败。在镂空腹板宽度和高度相同的情况下,应该优选倒角半径大的镂空腹板结构形式。同时,镂空腹板改善了ITPS底面板的温度均匀性。镂空腹板的数值分析结果为ITPS结构优化设计提供一定的参考和依据。

临近空间飞行器防隔热/承载一体化热结构设计及力/热行为

目的满足临近空间飞行器对结构/热防护系统质量指标的苛刻要求,研制兼具轻量化与高效防隔热/承载一体化的热防护结构及系统。方法根据临近空间飞行器承力和防热两方面的要求,设计一种全复合材料防隔热/承载一体化热防护结构,采用地面高温环境试验,考查复合材料一体化热防护结构的抗烧蚀性能。建立一体化热防护结构的热响应和力学响应预报方法,以某飞行器机翼为研究对象,开展一体化热防护结构在机翼部位的应用研究,利用有限元方法进行热力耦合分析。结果一体化热防护结构高温热暴露后表面出现热解,但结构性能保持良好。结论设计的一体化热防护结构满足防热和承载两方面设计要求,是新一代飞行器的理想热防护方案。

火灾环境下复杂含炸药结构的热防护设计与分析

复杂含炸药结构在贮存、运输、勤务和使用过程中可能会遇到意外火灾环境。为达到含炸药结构在火烧30 min情况下,内部炸药的最高温度不超过343 K(70℃)的热防护设计目标,针对火灾环境下影响含炸药结构内部炸药温升的主要因素,提出降低壳体表面辐射率、增大支撑结构导热热阻、采用相变材料进行热疏导的复杂含炸药结构的热防护设计思路和方案。运用有限元数值计算方法,对4种热防护设计方案的控制效果进行计算分析,获得了符合设计要求的组合热防护方案。结果表明:单一的热防护途径只能降低局部位置的温度,组合的热控途径才能满足设计要求。

防隔热一体化结构计算模拟研究

以相关地面模拟飞行考核试验条件为依据,对通用再入飞行器长时间大面积防隔热连接结构进行了三维模拟仿真,给出了计算的温升数据曲线,与试验结果吻合较好,对同类防隔热结构的设计和工艺的优化具有一定的理论指导意义。

核防护用中子吸收材料的研究现状

从我国对核能领域用中子吸收材料的需求出发,简述了核反应堆对中子吸收材料的基本要求,重点论述了目前常见的热中子吸收核素、热中子吸收材料的种类以及鉴定试验考核项目;同时对硼钢和B_4C/Al中子吸收材料的国内外研究进展进行介绍。最后指出了新型结构/功能一体化中子吸收材料应作为进一步研究的重点。

新型树脂基热防护结构的制备及性能研究

针对飞行器热防护结构材料的低成本轻质化需求,设计了一种新型的承载防热一体化树脂基热防护结构,通过防隔热材料筛选及粘接工艺优化,成功制备了一种以耐高温聚酰亚胺复合材料为外防热层,气凝胶纤维毡为隔热芯,环氧树脂复合材料为承载层的热防护结构。对该结构的力学性能和防隔热性能进行了测试和评价,并考察了隔热层厚度对结构防热性能的影响。结果表明:树脂基热防护结构具有较好的力学承载性能和抗失稳性能,可满足结构的强度使用要求;在长时间的石英灯热测试中,试样整体结构保持完好,并且隔热性能随着气凝胶隔热层厚度的增加而提高,在隔热层厚度为13 mm时,500℃、1500 s后的背温降至100℃左右,表现出优异的防隔热性能。

多层阻燃织物整体热防护性能初探

研究了消防服用多层阻燃织物复合系统的整体热防护性及外层织物的阻燃性。将阻燃织物国产间位芳纶、杜邦NomexⅢ和芳纶3A面料与国产间位芳纶毡和阻燃棉布组合,模拟构成消防服的多层织物结构,通过垂直燃烧实验测试分析了阻燃外层织物的阻燃性能,通过热辐射和热对流综合热防护性能(TPP)实验测试分析了多层复合织物的整体热防护性能。实验结果表明:整体热防护性能最好的是国产间位芳纶织物、面密度200 g/m2的芳纶毡和阻燃棉布的组合,但最适宜用于消防服的是NomexⅢ织物、面密度200 g/m2的芳纶毡和阻燃棉布。

充气展开式新型空间回收技术展望

文章介绍了可充气展开技术的概念及其发展情况 ,对基于此技术回收系统的设计进行了探讨 ,提出了在新型热防护材料基础上 ,将充气展开技术和展开控制等方法相结合 ,应用到回收系统中去的新思路 ,并就未来 10到 2 0年间充气展开技术在回收技术中的应用予以展望。

玻化微珠整体式保温隔热建筑构造与施工

通过使用高性能的保温材料以及运用独特的保温构造和施工工艺,用承重型玻化微珠保温混凝土和玻化微珠保温砂浆替代传统混凝土和抹灰砂浆,在室内空间六面形成封闭的集承重、围护、保温、装饰于一体的整体式保温系统。主要介绍了这种保温系统地面、楼面、屋面、内墙和外墙的构造,以及施工技术。

木结构中可再生能源的应用技术研究

太阳能光热技术是太阳能热利用中具有代表性的一种技术,是目前太阳能应用发展中最具经济价值、技术最成熟且已商业化的一项应用技术。将低碳、节能、环保新技术与木结构建筑相结合,以石家庄市某实际工程应用为例,对使用太阳能热水系统的应用效果、产生的经济效益和环境效益进行分析,以推动现代木结构建筑在我国的快速发展,促进了现代木结构建筑向产业化、本地化方向迈进。

ARMOR热防护系统蜂窝夹层板结构参数设计

对ARMOR热防护蜂窝夹层板采用结构-隔热一体化设计。将蜂窝夹层板按隔热能力相同等效成匀质材料结构,建立了蜂窝夹层板单位面积质量、单位面积热阻,以及力学参数与夹层板结构参数的函数关系。给出了基于改进粒子群算法的热防护蜂窝夹层板力学性能、稳定性和隔热性能等共同约束下质量最小的结构参数确定方法。算例结果表明:该算法具一定的减重效果。

一种新型多效四塔精馏甲醇工艺流程研究

提出一种新型多效四塔精馏甲醇工艺,采用热集成技术,用加压塔塔顶蒸气和中压塔塔底部分液体换热,中压塔塔顶蒸气和常压塔塔底部分液体换热,有效利用冷热流,形成两个双效精馏。通过PRO/Ⅱ化工模拟计算软件对流程进行稳态模拟和分析,对操作参数进行优化。结果表明:甲醇四塔多效工艺方案合理,产品质量优良,流程操作稳定,能源消耗显著减小,具有良好的社会意义。