盾构注浆荷载作用下带榫管片水平轴线偏移量计算方法研究

为探明隧道盾构注浆荷载作用引起带榫管片水平轴线偏移规律,以小曲率半径盾构隧道为例,分析壁后注浆引起管片上浮的诱因,考虑管片环“椭圆化”变形、纵向连接螺栓预应力、环缝影响范围和横向刚度等综合因素的影响,建立榫杆连接条件下带榫环缝的管片单元纵向等效抗弯刚度有效率计算式,并通过计算盾构注浆荷载作用下带榫管片的静态和动态上浮力,构建盾构注浆荷载作用下带榫管片上浮力计算表达式,由此分析小曲率半径隧道盾构注浆荷载作用下带榫管片受力情况及其在文克尔弹性地基梁假定条件下受上浮力作用的挠曲变形规律,建立盾构注浆荷载作用下带榫管片水平轴线偏移量计算方法,并依托实际工程加以验证。结果表明:该文理论值与模拟值和监测值均拟合良好,该文计算方法具有良好的工程适用性,可为盾构隧道工程及其类似工程中注浆荷载作用下管片偏移及错台问题提供有效的理论指导。

综采工作面荷载作用下液压支架结构特性分析研究

掌握液压支架的机械特性对于确保矿井安全生产具有重要意义,现有的液压支架结构强度研究主要集中在作用于单个支架上的荷载上,而不是全机械化采煤工作面液压支架支护体系。以采煤工作面液压支架支护体系为研究对象,通过理论分析和数值模拟研究,分析了采煤工作面液压支架体系在不同工况条件下的力学特性和关键支撑构件的刚度特性。找出了液压支架支护结构薄弱点所在,并提出加固方式。研究结果可用于实现综采工作面液压支架体系安全稳定运行,从而提高开采作业的安全性和生产效率。

轴压作用下梁中性轴位置对屈曲载荷的影响分析

针对材料力学中关于中性轴位置的讨论,开展轴压下中性轴位置对梁屈曲载荷的影响研究。利用轴向静力平衡方程及弯曲方程,分别推导出圆形截面梁和矩形截面梁中性轴与形心轴偏移量的表达式,并得到了轴压作用下梁的屈曲载荷公式。算例分析表明,轴压作用下梁的中性轴与形心轴不再重合,中性轴发生偏移,并随着梁跨高比的减小而有一定程度的增大,但梁中性轴偏移量非常小,对梁惯性矩的影响不大,对梁的屈曲载荷未造成显著影响,可以忽略不计。

煤矿井下接触网除锈装置的研制

为了有效解决煤矿井下钢轨式接触网的锈蚀,分析了物理除锈、激光除锈、化学除锈的优缺点,选择了更适合的物理除锈,同时研究了除锈装置的设计需求及功能要求,研制了具备自动升降、左右偏移补偿、压力可调的除锈装置。经过现场工业性试验使用,顺利完成了接触网的除锈工作,验证了该装置的可行性,提高了煤矿井下接触网除锈工作效率,降低了工作劳动强度。

基于云边协同的交直流混联电网线路过负荷协调控制方法

针对交直流混联电网线路过负荷影响因素较多导致线路运行特征难捕捉、难以实现精准控制的问题,提出基于云边协同的过负荷协调控制方法。建立过负荷状态数学模型,采用解耦算法求解不同程度过负荷情况下电力参数增量值并进行特征提取,将其作为云边协同算法的云计算参照值,获得同时符合功率最佳、能耗最小以及避免切负荷要求的协调控制参数,实现协调控制。实验结果表明:云边协同方法在盲区约束下可以准确检测盲区以外的所有节点,未出现漏检现象;光伏、风电出力的节点功率变化明显高于正常节点,节点过负荷控制效果较好。

冲击载荷下四柱支撑掩护式液压支架动态响应特征分析

液压支架装备通常用于采煤工作面的支护。液压支架在工作过程中承受了大量冲击载荷,导致其动态稳定性受到威胁。为研究四柱支撑掩护式支架在对称与非对称承载工况下顶梁及掩护梁承受冲击载荷时的动力学响应特征,采用动力学软件Adams以等效变刚度阻尼系统代替立柱的方法,建立了支撑掩护式支架的数值分析模型。其中,顶板压力由主动静载荷垂直施加于顶梁上方,冲击载荷垂直于顶梁及掩护梁向下施加。基于上述模型,分析了不同冲击载荷作用于支架顶梁与掩护梁时支架关键部位的动力学响应,以及偏置加载对支架稳定性的影响。随后通过设置不同立柱初撑力,讨论了液压支架在非对称支撑条件下承受冲击载荷时的动力学特性。结果表明,单一顶梁冲击载荷条件下,前立柱载荷变化系数达到1.41,对顶梁前端冲击载荷最敏感。顶梁和掩护梁同时承受冲击载荷时,支架各铰接点对于顶梁前端与掩护梁上部区域作用的冲击载荷响应更剧烈,最大载荷变化系数为0.64,极大地影响液压支架整体稳定性。支架承受横向扭矩时,偏置载荷作用于不同位置对支架承载性能的弱化效果基本一致,且偏置载荷的大小与削弱效果呈正相关。在考虑立柱不同初载比时,顶梁-掩护梁铰接点对初载比变化的敏感程度最高,且前立柱初撑力不足时将对支架承载性能形成最大削弱效应。研究结果可辅助优化支撑掩护式支架结构,改善液压支架承载可靠性。

PROPAGATOR BASED CLOSED-FORM BLIND CARRIER FREQUENCY OFFSET ESTIMATION FOR OFDM SYSTEMS

Most of the blind Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) Carrier Frequency Offset (CFO) estimators necessitate large number of samples to ensure the estimation accuracy. However, the number of samples can not be selected too large because of the carrier offset drift. In this letter, a new closed form algorithm for blind OFDM CFO estimation in frequency-selective channel is proposed. This method utilizes the propagator obtained from data matrix and the diagonal loading technique, thus it has better performance even only using one or two OFDM blocks. Furthermore, the range of the CFO estimation which can be handled is overall transmission spectral. Simulation results confirm its effectiveness.

常泰长江大桥主航道桥桥塔横向偏位及其控制方案研究

常泰长江大桥主航道桥为(142+490+1176+490+142)m公铁两用双层桥面斜拉桥,下层桥面采用上游侧布置两线城际铁路、下游侧布置4车道一级公路的非对称布置,造成大桥横桥向恒载非对称。为研究该桥桥塔在横桥向非对称恒载下的横向偏位以及控制方法,采用MIDAS Civil软件建立主桥桁架有限元模型,分析了不对称恒载对桥塔的作用模式、桥塔横向偏位成因,研究增设体外预应力索和塔上锚点偏移2种桥塔横向偏位控制方案的可行性。结果表明:上塔柱可简化成悬臂梁受力模式,桥塔横向偏位主要受空间斜拉索的横桥向分力和竖向分力控制,横桥向分力起主要控制作用;增设体外预应力索可有效控制桥塔的横向偏位,可操作性强;通过偏移锚点能够改善桥塔的横向偏位情况,但需要综合考虑主梁和桥塔的线形和内力,且可移动的距离受限,综合考虑该桥最终采用设置体外预应力索方案。

高填方堆载对邻近桥梁桩基受力影响分析及处理

为保证邻近高填方堆载的桥墩桩基安全,研究高填方堆载作用对邻近桥梁桩基受力的影响,并采取合理的处理措施。以某邻近高填方堆载的山区公路桥梁为背景,采用有限元法和现场检测相结合的方式,分析桥面及桥墩横桥向偏位、填方坡体位移、桩基变形及内力,并进行桩基抗弯及抗剪承载力验算及现场复核。结果表明:在高填方横桥向堆载作用下,桥梁墩柱和桩基将产生横桥向偏位,内、外侧桩的变形性状基本一致,且最大偏位发生在桩顶区域;受桩顶系梁所形成的门式刚架约束影响,外侧桩轴力显著增大,内侧桩轴力显著降低;内、外侧桩的桩身弯矩最大值均发生在桩顶区域,且内侧桩桩顶弯矩和桩身弯矩均大于外侧桩。针对受力计算及现场检测结果,采取高填方卸载及反压、墩柱及桩基纠偏、裂缝处理等措施,有效地保障了桥梁的安全。

台阶式双面加筋路堤地震响应规律研究

双面加筋路堤是一种较为新型的路堤形式,由于其优良的抗震性能而被越来越广泛地运用于道路建设工程中,而很多双面加筋路堤因工程建设需要分级设计为台阶型。然而国内外对该结构的抗震规律及性能的研究较少,且各类规范并未针对性提出明确的抗震设计方法。在前人的研究基础上,应用非线性动力有限元法分析了双级台阶式双面加筋路堤在地震作用下的响应特性。对填土应用小应变硬化土模型进行了模拟,在模型中考虑了模块面板间以及面板与土体之间的动力作用。为了深入理解加筋土结构的地震动力响应规律,选取了世界各地一类场地上的18条地震动作为地震输入,这些地震动的频谱特性和强度均有较大区别,但是地震的峰值加速度均调幅为0.4g(g为重力加速度)。结果表明:合理的台阶设置能有效减小结构震后变形,提高整体抗震稳定性;台阶式双面加筋路堤的地震位移模式主要受输入地震动频谱特性和结构自振频率性质的共同影响,台阶宽度的变化改变了结构质量及刚度的分布,一定程度影响了结构的振动形态。本研究建立起结构整体筋材最大拉力与输入地震动Arias强度(I_(A)^(input))、地震持续时间T_(d)、台阶宽度C、地震卓越频率f_(i)以及结构固有频率f_(r)的拟合关系式,从一个侧面定位了这些影响因素对双面加筋路堤抗震性能的影响。经过研究,在实际工程中应控制面板附近土体的压实度,使其满足工程要求,合理设置台阶和台阶宽度,可以减少路基在地震作用下顶部的不均匀沉降和面板的侧向位移;在路堤结构底部筋材拉力较大部分,可通过设置抗拉强度更大的筋带来增强整体结构的稳定性。研究结果可以为实际工程设计提供参考。

连铸堆垛机改造

堆垛机用于需要转移的板坏下线或不合格板坏强制下线,使用过程出现不能堆垛的现象,造成夹钳吊的工作效率低,劳动强度大。本文分析了堆垛机设备工作原理、结构型式,及使用问题的成因,给出了设备改造的方案,并通过了实践的验证.

轴向柱塞泵配流副低压区织构化数值分析

针对轴向柱塞泵配流副受力不均匀、配流盘承受偏载力矩、低压区摩擦润滑效果差等问题,提出对配流副低压区进行织构化。建立了配流副低压区织构化的分析模型。研究了微凹坑直径、深度、面积率对低压区的油膜承载力、补偿力矩的影响。结果表明:较大直径的微凹坑提供较大的承载力和补偿力矩;面积率的合适范围为12%～18%,微凹坑的深度对承载力和补偿力矩影响较大。

典型工况下冲击破岩掘进机工作机构力学特性研究

为探究冲击破岩掘进机典型工况下工作机构的力学特征,发现其薄弱环节并提供改进依据,利用Pro/E软件建立其工作机构三维实体模型,根据冲击锤破岩的力学模型,采用应力波合成理论,并利用Matlab汇编语言求得冲击破岩的凿入力,使用ANSYS软件对工作机构冲击巷道顶部右肩角时两钎杆由不同步到同步破岩的过程进行有限元分析.研究表明:由不同步向同步工况转换过程中,两钎杆应力差、扭矩、扭转变形逐渐减小直至相等;摆动支座与动臂及举升油缸、摆动油缸铰接处,摇臂与动臂、动臂油缸铰点处有应力集中;摆动支座是工作机构薄弱环节,最大变形发生在锤头部;偏载作用导致钎头有明显变形,动臂应力危险区位于受偏载侧,对工作机构力学性能影响较大.

高填方涵洞受力特性现场测试及数值模拟研究

依托岢临高速公路高填方涵洞工程,对高填方路堤下混凝土拱涵垂直土压力及涵洞拱圈应力进行了现场跟踪观测,分析了涵顶土压力及拱圈应力的分布情况及演变规律,同时基于有限差分软件Flac3D计算出高填方路堤的应力场和位移场,对现场实测数据进行了验证和分析.研究结果表明:由于涵洞结构与路堤填土之间存在明显刚度差异,造成高填方涵洞顶部形成土压力集中;涵顶土压力集中系数随填土高度的增加而增大,并逐渐趋于稳定;高填方涵洞拱圈内侧最大拉应力位于拱顶,而最大压应力则位于拱腰与拱脚之间,建议在涵洞拱圈内侧布设适量钢筋,防止涵洞开裂破坏;边坡可有效分担填土荷载,当涵洞靠近边坡修筑时,应考虑偏载效应对涵洞结构受力的影响.

偏载系数法分析装载机动臂强度

通过对装载机工作循环的分析,引入了偏载系数的概念,提出了装载机受力计算的一种新方法。采用逆向思维,以偏载工况的计算为主,正载工况作为偏载工况的一种特殊情况,将两者的计算统一到一个连续函数中,并借助有限元软件,定量分析了从正载到极限偏载过程中动臂的应力变化趋势,结果表明,偏载造成最大损害的部位是偏载端动臂和铲斗的铰接点处,同时一定程度的偏载不会对工作装置造成较大损害。基于试验对所建立的CAD模型和CAE分析进行了改进,改进后的分析结果与试验结果基本吻合。

刮板输送机扭转振动力学模型构建与过弯曲段工况分析

对刮板机受扭状态下的物理性质的研究,首先对刮板输送机经过输送机弯曲段时的过程进行分析,并在此基础上依据动力学模型借助计算机分析弯曲段弯矩以及其附加阻力大小。引入Voigt弹粘性模型作为处理方法,建立模型,再利用Matlab编程实现分析的前处理。最后通过数据仿真得到刮板机过弯曲段的不同位置、不同物料载荷工况下的系统(扭转、振动、速度等)特征数据。分析结果显示:刮板机通过弯曲段时,系统会产生一定的扭摆振动情况;对于有无物料而言,刮板机可看作分别处于有载和空载阶段。空载工况下扭摆振强度况较前后方均有载时更为显著;对于整个刮板机而言,其通过弯曲段过程中,越靠近机尾处的刮板链条系统其(摆动、振动、速度等)特征变化越显著。

基于新型谐振控制器的辅助逆变器控制策略

随着轨道交通在整个城市交通系统中的作用日益凸显,辅助逆变器的应用也越来越广。本文首先介绍辅助逆变器的几种常见结构,分析其各自优缺点。其次针对分裂电容式逆变器可能出现的中点电位偏移和不平衡负载问题,从本质上对其进行了探讨,提出了一种基于新型谐振控制器的解决方法并对这种控制器的特点和参数设计进行了详细分析。接着本文构建了基于S-Function的仿真模型,通过S-Function最大限度的模拟实际DSP系统的运算时序,验证控制策略的有效性。最后本文进行了中点电位偏移和不平衡负载实验,充分验证了新型谐振控制器在这两方面均具有优越的性能。

基准电压源设计

分析了基准电压源两个误差:温度误差、运算放大器失调。详细分析了解决运算放大器失调、温度补偿的方法;设计出产生多个基准电压源;同时给出带负载等问题的解决方法,并指出今后的发展趋势。

载荷偏置对圆锥滚子润滑性能的影响

本文在圆锥滚子的润滑中考虑力矩平衡,分析了载荷偏置对圆锥滚子弹流润滑性能的影响,给出了载荷偏置量与滚子位置角的规律曲线,讨论了不同端部修形圆角和速度参数对接触区压力和膜厚的影响.结果表明:载荷偏置使滚子一端翘起,从而出现滚子一端承载现象,此时润滑状况较差,极易出现润滑失效从而引起滚子偏磨,降低使用寿命;其次,载荷偏向大端的润滑要优于载荷偏向小端的润滑,而且总载荷作用点偏向大端的某一位置时,圆锥滚子的润滑处于最佳状态;第三,在本文参数范围内,当载荷偏置时,修形圆角和速度参数越大,圆锥滚子的润滑状况就越好.

装载机动臂开裂的仿真研究

由于工作条件恶劣,装载机工作装置经常出现损坏。针对装载机工作装置设计中存在的系统匹配的问题,建立装载机工作装置的机-液、刚-柔耦合模型,并进行了正载和偏载两种工况的测试和模型验证。在验证模型正确的基础上,对装载机的主要工况进行了深入的对比分析,找出了造成装载机工作装置损坏的主要工况是极限偏载崛起工况,并非插入和崛起的联合工况。其损坏的原因是:相对液压系统,动臂结构设计偏弱,在交变的扭转载荷作用下,产生了疲劳裂纹。研究还发现:动臂的应力变化与动臂油缸支座的焊缝长度有非常密切的关系,也与动臂的疲劳破坏有直接的关系,并存在一个最优的焊缝长度使得动臂的应力最小。