稳态风沙流沙粒起跳速度概率分布模型

颗粒起跳速度概率分布函数是泥沙输运和粉尘释放模型中的重要输入参数。然而,为了可靠描述这种分布函数,需要准确测量近地层风沙流内起跳颗粒的运动轨迹。本文使用高速摄影系统和颗粒轨迹检测算法相结合测量了风洞沙床面附近部分溅射颗粒、没有引起溅射的反弹颗粒以及引起1个溅射的反弹颗粒的轨迹,通过分析三种起跳模式对应的起跳速度概率分布构建稳态风沙流跃移颗粒起跳速度的概率分布模型。结果表明:(1)三种起跳模式的起跳角度和起跳速度均服从Lognormal概率分布。(2)所有起跳颗粒的起跳角度概率分布方程几乎不受起跳模式影响。(3)所有起跳颗粒的起跳速度概率分布方程主要受溅射颗粒数与反弹颗粒数比值的控制,预示着风沙流发育过程或湍流波动将会对起跳速度概率分布函数产生重要影响。因此,我们的研究结果提供了关于近床面风沙跃移过程的新认识,并对模拟风沙输运中的粒-床相互作用和地貌动力学模型具有重要意义。

学习因子和时间因子随权重调整的粒子群算法

粒子群优化算法中惯性权重和学习因子的独自调整策略削弱了算法进化过程的统一性,很难适应复杂的非线性优化,为此提出一种利用惯性权重来控制学习因子的粒子群算法,通过增强权重和学习因子之间的相互作用来平衡算法的全局探索和局部开发能力。在此基础上引入时间因子,将其视做权重的线性函数,以便进一步提高迭代后期的局部开发能力并加快收敛速度。针对粒子群算法收敛性与多样性之间存在的矛盾,提出了边界限制和速度反弹的策略,避免粒子飞离区域造成种群多样性的减少,同时促使粒子快速收敛到全局最优。通过对多个基准测试函数进行优化分析,并将分析结果与其他粒子群算法计算结果进行对比,表明该算法能达到平衡粒子向个体学习和向群体学习能力的作用,提高了算法的寻优能力和收敛精度。

CDC减振器低速复原行程流体建模仿真研究

CDC减振器是一种通过对控制阀输入不同的控制电流实现阻尼力连续可变的新型减振器。在研究CDC减振器结构和工作原理的基础上,利用CATIA V5建立某CDC减振器的三维实体模模型,采用ICEM-CFD建立流场模型并进行网格划分,利用ANSYS FLUENT软件,分析求解低速复原行程的CDC减振器仿真模型,得到低速工况下的活塞与复原阀片的压力云图以及控制电流与复原阻尼力关系,将仿真结果与CDC减振器试件的外特性试验结果比对,验证CDC减振器低速复原行程流体仿真模型的正确性。

复合材料乒乓球拍击球特性研究

乒乓球拍作为主流体育运动器材,其底板材料特性直接影响击球过程中的球速及旋转变化。为更好研究乒乓球拍底板材料对击球的影响,建立底板球拍与乒乓球碰撞模型,采用不同复合材料模拟乒乓球与不同材质底板的碰撞过程,通过研究乒乓球与底板相对速度及碰撞接触时间,分析复合材料乒乓球拍的动力学特性。结果表明:较之桧木,阿尤斯木底板球拍的反弹速度提高了22%,即增加碳纤维材料可提高出球速度;随着入射速度增加,相同底板材料下碰撞过程能量损失增加,碳纤维材料提高能量转化率,增加碰撞高速球的适应性;此外,当球速为20m/s时,碳纤维阿尤斯木底板球拍下乒乓球反弹速度比桧木底板球拍高32%;较之碳纤维阿尤斯底板,碰撞接触时间乒乓球入射速度增大而减小,且相同入射速度,与桧木底板碰撞接触时间可增加44%。

一种新型硬度测试仪器——里氏硬度计

本文介绍了里氏硬度计的测试原理、所配置的各种冲击装置和分别适用的场合、测试和换算范围以及里氏硬度的标注方式等,旨在使广大的科技工作者了解这种新的硬度测试仪器,便于它的推广利用。

装载机覆盖件热冲压成形传热与淬火冷却速度研究

回弹和变形是影响高强度装载机覆盖件冲压成形形状精度的主要因素,通过22MnB5合金板热冲压成形实验,考察了热冲压成形的传热特征,推导出的热冲压成形传热数学模型的基本方程,提出热冲压成形模具冷却系统设计相关技术问题.研究表明,当冷却速度达到或超过临界冷却速度,才能使奥氏体直接转变为均匀马氏体;在模具结构、冷却系统、冷却介质等因素确定的情况下,冷却速度只与板材自身条件有关,可以通过控制最佳水流速度实现对最佳冷却速度的控制,达到减少和消除热冲压成形中变形和回弹等缺陷,提高装载机覆盖件热冲压成形质量.

影响棒球投手投球速度的关键因素研究

综合运用摄像法、运动学测试法、动力学测试法、比较分析法和运动解剖学分析法,对影响棒球投手投球速度的关键因素进行研究。结果表明:投手伸踏脚落地与球出手最快时的地面反弹力最大,支撑脚的冲量最大;投手的肩关节、肘关节、腕关节、髋关节和膝关节在投手投球伸踏脚落地球出手最快阶段角加速度最大;影响投手投球速度的关键因素是投手伸踏脚的地面反弹力、支撑脚蹬伸冲量,以及各关节的角加速度;具体可通过增加投手肩肘外展外旋柔韧度、背弓幅度、主要关节肌群力量、肌力伸长度和收缩速度等训练来提高投球速度。

高速提花机横竖针受力分析与极限转速的探讨

为了适应提花机高速化和电子化的发展,给出了竖针的受力分析和不同回综装置极限转速的计算,指出恰当地选择竖针材料能延长花板的使用寿命。

Galilean炮在刚性壁上的回弹

研究了Galilean炮——即若干个直径递增的弹性球组成的球链——撞击刚性壁回弹的问题。采用三种力学模型:分离刚体的多次"弹性"碰撞、多刚体的接触碰撞、以及有限元模拟,对球链撞击问题进行了分析,旨在给出碰撞结束后末端小球的飞离速度与入射速度的比值。研究表明:球链碰撞反弹后将会散开,末端小球的飞离速度明显大于球链入射速度;当入射球链间存在间隙时,末端小球的速度增幅更加明显。通过实验展现了这种末端小球回弹速度增加的现象。

砂尘在典型金属壁面上的反弹特性仿真研究

含有砂尘的空气吸入发动机,会与叶片、内外机匣之间不可避免发生碰撞,影响飞行器飞行安全。通过采用显式动力分析有限元法,建立砂尘以不同入射角度、入射速度、粒径大小及其旋转速度撞击壁面的反弹模型,研究砂尘在不同条件下与不锈钢及铝合金面碰撞后的反弹特性结果,为预测砂尘在粒子分离器中的运动轨迹提供反弹特性数据支持。结果表明:随砂尘入射速度增大,反弹速度呈增大趋势,速度恢复系数基本保持稳定;相同入射条件下,铝合金材料对砂尘速度恢复系数的影响小于不锈钢材料;旋转速度、砂尘粒径对其碰撞反弹特性影响微弱,可以忽略不计;决定砂尘反弹角度仅取决于碰撞姿态和砂尘入射角度。

再生骨料喷射混凝土基本性能试验

为了研究再生骨料喷射混凝土的相关性能,配制了5组混凝土,其再生骨料体积掺量依次为0%,25%,50%,75%和100%,对5组混凝土的坍落度、回弹率、超声波速、粘结强度、抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量和密度进行了测试。试验数据显示:对应于再生骨料体积掺量依次为0%,25%,50%,75%和100%,喷射混凝土坍落度分别为185,187,183,176和172 mm,回弹率分别为22.1%,17.5%,19.6%,18.7%和15.2%,超声波速分别为4.82,4.75,4.54,4.51和4.48 km/s,粘结强度分别为1.21,1.24,1.21,1.26和1.22 MPa,抗压强度分别为40.2,36.3,32.8,31.5和30.3 MPa,劈裂抗拉强度分别为3.53,3.3,3.21,3.19和3.05 MPa,弹性模量分别为32.5,32.2,28.3,26.3和25.8 GPa,密度分别为2188,2185,2150,2135和2125 kg/m 3。结果表明:再生骨料喷射混凝土回弹率和粘结强度这2个指标优于天然骨料喷射混凝土;坍落度、超声波速、抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量和密度均随再生骨料体积掺量的增加而减小;抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量和密度与超声波速之间明显线性相关。

用于粒子分离器的砂粒反弹特性实验研究

针对砂粒反弹特性所面临的基础问题及其复杂特点,采用实验与理论分析的方法研究砂粒反弹机理。以砂粒与板面碰撞反弹为起点,自行设计了测量砂粒反弹系数的实验系统,并用高速摄影仪捕捉砂粒的运动轨迹,通过图像处理获得不同粒径的砂粒与不同材料的板面碰撞前后的速度矢量。以实验测量数据为基础,理论分析砂粒运动特性,总结砂粒反弹系数与入射角度之间的关系,建立不同材料的砂粒反弹系数的拟合公式,为进一步提高粒子分离器的分离效率提供研究基础与理论支撑。

万能式断路器抗冲击和防回弹问题研究

运用高速摄像仪对某万能式断路器(ACB)的分闸过程进行研究分析。介绍了一种用于舰用ACB的抗冲击和防回弹两用装置,并对加载该装置的样机进行了试验验证。试验结果表明,该装置能有效地解决ACB的抗冲击和防回弹问题。

煤矸光电分选输送机上料段物料冲击稳定性研究

为了提高煤矸光电分选系统中带式输送机物料运输的稳定性,研究煤矸石与输送带冲击后煤矸石的反弹速度和输送带最大振幅。基于Yeoh模型,将Yeoh应变能函数进行三次项式展开,计算了展开式的3个系数C10、C20和C30,建立了橡胶材料本构模型。在ANSYS/Explicit Dynamics中建立了有限元仿真模型,研究了上料段长度和输送带带宽对煤矸石反弹速度和输送带振幅的影响。仿真结果表明:设上料段长度为变量,上料段长度超过340 mm时,反弹速度基本不受带宽影响,为0.15 m/s~0.3 m/s,总体呈反比例函数走势;输送带最大振幅易受带宽影响,且随着带宽的增大而减小,输送带带宽大于800 mm时,输送带振幅基本保持10 mm不变,总体走势呈反比例函数关系。

万能式断路器动触头防回弹技术研究

描述了万能式断路器动触头回弹的原因。对动触头防回弹结构进行优化设计及仿真分析,并使用高速摄影对设计优化结果进行验证,最终改善了动触头的回弹,加快了分闸时间,提高了产品的分断性能。

高速机械开关单元多场耦合仿真优化设计

我国正在建设张北±500 kV柔性直流电网示范工程,混合式高压直流断路器是其关键控制和保护设备。快速机械开关单元是混合式直流断路器的关键部件,采用电磁操动机构,机械动作过程涉及电磁场、热场和机械位移场,需要进行多场耦合仿真优化设计。该文开展高速机械开关单元多场耦合仿真优化设计。首先,设计一种基于双线圈推金属盘驱动与双稳态弹簧保持操动机构的高速机械开关单元结构。然后,针对高速机械开关单元动作过程,提出一种能全面反映机构运动、触头碰撞和线圈温升情况的电磁场、热场和运动场多场耦合计算方法。最后,进行高速机械开关单元多场耦合仿真优化设计。初步确定高速机械开关性能提升关键因素,重点分析不同斥力线圈匝数对分闸时间、线圈允许温升及分闸反弹等关键技术指标影响,最终确定高速机械开关各项最优技术参数。仿真结果表明,该文设计高速机械开关单元能在1.8 ms内分闸到达额定绝缘开距,满足技术要求。该文的优化设计为混合式直流断路器快速机械开关优化设计提供理论指导,对于其他快速机械开关设计也有重要参考价值。

宝兰客专路堤段地面振动特性试验研究与数值分析

基于高速列车动荷载激励引起的无砟轨道-路基-黄土地基体系的地面振动问题,对宝兰客专DK993+110处路堤区段地面振动进行试验研究和数值分析。对试验数据从时域和频域2个方面进行分析,研究不同车型的动荷载引起地面垂向振动加速度在黄土地基中的衰减规律,研究结果表明;在距离线路中心线10～24m衰减较快,随着距离增大,距离线路中心线24～42m衰减速度趋于平缓,且在30～42m处各型车引起地面振动均出现了振动反弹增大现象。建立车辆-轨道-地基系统模型,研究列车动荷载作用下的地面响应,发现与实测结果吻合良好,验证模型的合理性与计算的正确性,依据不同场地速度结构,通过改变地基介质模量比和覆盖层厚度的方式,分析地基介质模量比和覆盖层厚度对振动反弹增大的影响。分析车速对地面振动的影响,发现地面振动随车速增大呈增大趋势,且不同车速列车引起振动反弹区域也有一定差异。按《城市区域环境振动标准》评价该处地面振动Z振级,回归分析得出各型车引起Z振级符合对数衰减规律,但在振动反弹区30～42m处拟合效果较差,表明拟合公式适用范围应当限定在10～30 m之间。

石子粒径对超声回弹测强曲线的影响

石子粒径可影响超声波速值、回弹值、混凝土强度值,从而影响超声回弹测强曲线,为消除其影响,可通过修正波速值来达到使用目的.

水泥混凝土路面抗折强度非破损检测法——超声回弹综合法

本文详细论述了超声回弹综合法检测水泥混凝土路面抗折强度的理论依据、实际意义和使用方法.实践证明,这种方法是可行的,能满足实际需要,使用方便.

早强型喷射混凝土在郑万高铁巫山隧道中的施工试验

在郑万高铁巫山隧道建设中,为降低施工综合成本,提升喷射支护效果,加快工程进度,对采用早强型速凝剂与喷射混凝土纳米掺合料制备的早强型喷射混凝土开展工程试验研究。结果表明:1)同普通喷射混凝土相比,早强型喷射混凝土一次喷射厚度提高33 mm,回弹率降低14.5%;2)30 m隧道喷射施工可节省原材料费用2.77万元,节省工序时间24 h,经济效益显著。