适应多种立面的磁吸附爬壁机器人转弯特性分析

现有的磁吸附爬壁机器人无法满足同时在平直壁面与凹凸曲面上的作业要求,提出了一种带有柔性履带结构的爬壁机器人,确保机器人在多种立面上的可靠吸附。根据机器人在平直壁面实现转弯的两种情形,建立了机器人转弯力学模型,推导出电机输出转矩方程,经计算,履带驱动电机转矩应不小于2.5 N·m。分析了机器人两侧履带随曲面曲率的变化情况,利用几何关系探究了机器人在曲面曲率半径为0.5~3.0 m的凹凸曲面上转弯时,柔性履带机构的姿态变化规律。该研究为机器人进一步优化设计、电机选型与应用场景选定提供了理论依据。

凹壁面切向射流入射角度对液固两相流动的影响

为研究凹壁面切向射流的入射角度对离散颗粒行为的影响,以立式圆筒体为主要结构,分析圆形壁面射流液固两相流动。运用数值模拟对离散颗粒运动轨迹、颗粒分布、压力、切向速度、停留时间等参数进行分析计算。结果表明:入射角度增加,离散颗粒扩散角收缩,β=0°时离散颗粒扩散角为5.0°,β=45°时扩散角仅为1.5°。随着入射角度的增加,入口处静压力和颗粒切向速度分布变化不大,但粒径小于0.4 mm颗粒的最大和最小停留时间明显下降。该研究提供了液固两相凹壁面切向射流中颗粒行为影响的基础数据,为相关设备的结构设计提供参考。

住宅楼外墙间凹空间顶部悬空楼板模架搭设技术

当高层塔式住宅楼每层户数相对较多时,为最大限度地保证每个住户均能获取较好采光、通风,设计单位通常在平面布局方面布置外墙间凹空间。但是当将屋面设备用房布置在外墙间凹空间上方时,该区域悬空楼板的模架将会给施工带来一定的难度。以北京市某住宅项目的高层塔式住宅楼为例,通过实践总结提出一种设置通长型钢梁,并在型钢梁上搭设悬空楼板模板支撑体系的方案,以解决外墙间凹空间悬空楼板模架的搭设问题。

超高层递减收缩凹弧单元幕墙施工技术研究

为了充分展示城市形象和文化特色,地标性建筑幕墙的外观变得奇特、复杂,给设计和施工带来重重挑战。结合南京华贸国际中心项目B区塔楼幕墙工程,通过探索BIM全生命周期技术及可快速移动、伸缩小吊机吊装技术,形成了一套与BIM技术深度结合的超高层异形单元幕墙施工方法。该方法借助BIM技术进行正向设计、参数化下料加工、参数化施工推演,实现了项目实施全过程可视化管理;根据建筑结构弧形渐变的特点所开发的小吊机,便于垂直运输,具有履带式行走及爬坡功能,且在吊重范围可实现负载旋转、负载伸缩,解决本次递减收缩凹弧单元幕墙的吊装难题,并节省施工成本56万元。该技术为项目快速履约打下了基础,可为类似超高层项目的幕墙施工提供借鉴。

上海地区装配式住宅预制外墙与现浇混凝土竖向防水技术

针对目前装配式住宅预制外墙与现浇混凝土竖向结构连接部分存在的防水结构缺陷,从竖向刚性结构防水节点开发的角度展开研究,通过新型装配式住宅预制外墙竖向构件生产、模拟接缝施工、中试验证及效益分析,形成适用于装配式混凝土外墙的竖向刚性结构防水节点技术,可有效解决装配式混凝土外墙防水连接的渗水和漏水问题,实现与建筑结构同寿命,推动装配式建筑的可持续发展。

小弯管冲击冷却结构流场和温度场的场协同分析

为研究回流燃烧室小弯管冲击冷却结构能量传递过程中对流换热的物理机制,基于场协同理论,对冲击孔径di、冲击孔流向间距S、冲击孔展向间距P耦合作用及冲击孔倾角α1对小弯管冲击冷却结构换热特性的影响开展了场协同分析,并对场协同分析结果进行了试验验证。研究结果表明:协同角较小的区域主要分布在冲击腔内的流动滞止区、壁面射流区和滞止点,换热效果较好;随着S/P增大,冲击腔内平均协同角先减小后增大,在S/P为0.8时,换热效果最佳;随着S/di和P/di增大,冲击腔内平均协同角增大,换热效果减弱;随着α1增大,冲击腔内平均协同角先增大后减小,在冲击孔垂直壁面时换热效果最佳。

垂直凹壁面对称位置的空泡动力学模拟研究

直角凹壁面是水力机械过流部件中的一种常见壁面类型,而对于其附近区域内的空泡动力学行为认识还十分有限。本文采用VOF方法捕捉气液交界面进而对垂直凹壁面附近对称位置的空泡动力学行为进行研究,通过改变无量纲距离参数γ来探究不同距离下射流特征及其对壁面压力的影响。结果表明,空泡在溃灭阶段会产生两种不同方向的射流,即主射流与斜射流。主射流方向指向两垂直壁面交点,斜射流的方向随时间变化,有可能对两壁面产生影响。两种射流对壁面的压力影响与距离参数γ呈反比关系,γ越大时射流对壁面压力的影响越小。当距离较小(γ <2.5)时,需同时考虑两种射流的影响,但主射流对壁面的影响始终占据主导作用。

楼板假定对于平面凹进框剪结构抗震计算的影响

为研究刚性楼板假定对框架剪力墙结构抗震计算结果的影响,本文采用midas gen软件对某高层商用公寓楼进行抗震分析,分别采用刚性楼板假定和弹性楼板假定模型。计算结果表明,在小震弹性工况下,两种假定下计算结果差异不大,但在罕遇地震下,刚性假定分析结果偏向于不安全,高估结构在弹塑性阶段的抗侧刚度,应慎用刚性楼板假定。

回流燃烧室小弯管双层壁流量系数及冷却特性试验

为获得耦合参数(冲击孔径di,冲击孔流向间距S,冲击孔展向间距P)、小弯管外壁曲率半径(R_(1),R_(2))对回流燃烧室小弯管双层壁结构无量纲化流量系数C_(d)/C_(d,max)及无量纲化冷却效率η/ηmax的影响规律,设计了4组共16个方案开展了实验研究。结果表明:S/P和R_(1)/R_(2)对于C_(d)/C_(d,max)的影响较小;随着S/P的增大,η/ηmax呈先增后减的趋势,在S/P=0.8时达到最大值;随着R_(1)/R_(2)的增大,η/ηmax呈增大的趋势;随着S/di和P/di的增大,C_(d)/C_(d,max)和η/ηmax呈减小的趋势。

平面凹进框剪结构处理方式研究

针对某高层商用公寓楼平面凹进较大情况,采用Midas Gen软件,对设弱连梁、设强连梁和设抗震板3种平面处理方案,分别进行多遇/罕遇地震下的动力分析。计算结果表明:由于一般抗震设计中仅考虑小震弹性工况,当凹进不大且满足规范限值要求时,在凹槽处增设拉梁后抗震性能的改善较为明显,当平面凹进程度较大时,增设拉梁则并不十分理想,增设抗震板后的效果明显好于仅设拉梁;对于凹进不规则结构,无论增设拉梁或抗震板,都无法大幅降低扭转位移比,无法有效解决结构固有的扭转不规则问题。

新型冷弯薄壁型钢截面设计及横向载荷的性能研究

为了提高冷弯薄壁型钢的横向受力性能,提出一种省材并且横向承载能力较高的新型冷弯型钢截面结构。主要通过理论分析、模拟仿真以及试验研究分别对C型冷弯型钢、唇型冷弯型钢、组合型冷弯型钢以及新型冷弯型钢进行横向载荷的性能分析,对受力过程中应力和应变情况进行比较分析。试验结果表明:组合型冷弯型钢其整体性能是这四种冷弯型钢中最好的,相比于C型冷弯型钢性能提高了160%,但是其材料的使用和加工工艺是大大增加的。相比于组合型冷弯型钢虽然其整体性能没有组合型冷弯型钢高,但是其在材料增加32.3%的基础上,性能相比于C型冷弯型钢却提高了105.1%。相比于组合型冷弯型钢来说更符合节能减排的发展理念,在增加承重能力的同时并没有增加太多的结构整体质量。故本文设计的新型截面冷弯型钢是一种省材并且横向承重能力较高的优质工程构件。

保留现状凹凸型混凝土挡墙饰面改造施工技术

为提高河流型碧道现状隐患挡墙改造施工效率、节约工程施工工期及成本、减少汛期施工风险,以龙岗河干流碧道现状凹凸型混凝土结构挡墙改造工程为例,分析对比拆除重建挡墙、批灰刷腻子等工艺更适用于该环境,且该施工技术采用角向磨光机抛光翻新、涂抹着色剂调色、喷涂水性混凝土保护硅透明漆进行混凝土表面保护,对周边环境影响小、操作便捷、观赏价值高,经济环保。

小型薄壁件钻模装备的设计与开发

小型薄壁件的钻孔加工是零件加工的一个中的难题,研究小型薄壁件的钻孔加工具有重要的价值和意义。基于钻模装备实施小型薄壁件的钻孔加工,可以提高小型薄壁件钻孔加工效率、保障加工精度和提升生产效益。通过精准性与一致性、模块化与多样性、可持续性和经济性的设计原则,结合结构构成与精准加工,解决了装夹困难问题,保障了零件加工精度,提高了钻孔工作效率。通过分析零件工艺分析拓展、定位基准选择、工装方案设计、钻模套设计和零件加工过程实施装备制作,进一步完善简化其结构,为钻模装备的应用提供支撑。

不同凹式墙体对温室蓄热性能的影响

采用3种凹式结构异质复合墙体,以平面墙体作为对照,研究不同凹式墙体对温室蓄热性能的影响,结果表明:3种凹式墙体在温室内近墙体表面30cm处气温、墙体内深12cm处温度均高于平面墙体;凹式墙体2(FW2)的凹口气温以及墙体内深12cm热流通量的昼夜温差均表现为最大.筛选出凹式墙体2(FW2)是较理想的墙体,具有较好的蓄热性能.

双足爬壁机器人壁面凹过渡步态规划研究

针对腿足式爬壁机器人在壁面过渡时的步态规划问题,以一种真空吸附式双足爬壁机器人为研究对象,在步态分析的基础上,基于有限状态机建立了机器人的步态模型,进而提出了基于加权插值和BP神经网络的双足爬壁机器人壁面凹过渡在线步态规划算法,为提高机器人壁面过渡的自主控制能力奠定了基础.仿真分析和实验结果表明,该步态规划算法对于实际的机器人系统是有效的和可行的.

三维凹壁面切向射流流动特性分析

在立式圆筒体分层器内设置半圆形截面切向入口,形成三维凹壁面切向射流,以提高非均相物料机械分离效率。为了揭示三维凹壁面切向射流流动机理,利用示踪剂浓度实验和大涡模拟研究了凹壁面切向射流流动特性,并对浓度场沿流向和展向扩展进行了评价。研究结果表明,示踪剂浓度半值宽随着入口Reynolds数的提高扩展范围增加,流向扩展率为0.019～0.033,展向扩展率为0.079～0.161。在离心力作用下,入口周向60°范围内浓度半值宽沿流向收缩至射流宽度的2/3。圆筒体内壁面存在多个周向滚动发展的流向涡旋,但无展向涡旋。切向速度半值宽和涡量边界值在流向涡旋中心位置出现峰值,展向无明显波动。入口周向180°范围内,未发现二次流涡旋,沿射流流向的切向速度半值宽与圆筒体半径之比小于0.1,未达到离心不稳定性二次流的形成条件。凹壁面切向射流有效降低了涡旋对分层器内主流体的扰动。

管件电磁胀形过程中的材料变形性能问题与电磁力加载方案

管件电磁胀形因其在轻质合金加工领域具有明显优势而得到广泛研究。传统电磁胀形过程中,存在管件壁厚减小、轴向变形非均匀等问题,制约了这一技术的发展。提出采用径向电磁力与轴向电磁力双向加载的施力方式,构建轴向压缩式管件电磁冲胀形方法解决壁厚减薄问题;仿真数据显示,因为轴向压缩,管件壁厚减薄量由最初的15.05%降低至9.65%。进一步地,提出采用凹型线圈削弱管件中部电磁力以提高管件成形质量的方法;算例中,采用凹型线圈时最大变形区域为36mm,"凹型"分布的径向电磁力可有效改善管件轴向变形非均匀问题。显然,电磁力加载方案的改进能有效解决管件电磁胀形存在的问题,推动电磁成形技术工业化应用进程。

复合土钉墙的角部空间效应及变形性状分析

复合土钉墙的阴角及阳角处具有较明显的空间效应,而一般分析中往往将基坑中部剖面的分析结果应用于复合土钉墙的阴角及阳角部位,偏于保守或不安全,对复合土钉墙进行三维有限元分析,分别研究了阴角和阳角处的变形特性,结果表明,复合土钉墙的最大的水平位移发生在邻近阳角处的阳角面上,该处为复合土钉墙最危险处,同时复合土钉墙的阴角处水平位移显著小于阳角处水平位移,安全性较高。

入口结构对三维凹壁面切向射流作用下离散颗粒行为的影响

液固分离是煤化工污水处理中的常规操作单元,待处理物料贴着圆筒体内壁面切向进入分离设备,形成三维凹壁面切向射流。为了比较射流入口结构对离散颗粒产生的影响,利用液固分离实验和离散相模型模拟研究了颗粒的轨迹和Reynolds数,并对加入颗粒前后凹壁面切向射流的湍动特性和壁面剪应力分布进行分析。研究结果表明,半圆形、方形、圆形入口与设备内壁面贴合长度依次缩短,颗粒沿径向分布范围依次加宽,流向行程依次缩短。而颗粒停留时间按照圆形、半圆形、方形依次缩短。其原因在于,半圆形入口切向最大速度比方形提高16.0%,圆形降低15.3%。近壁面一倍射流高度范围内的离心力平均值,半圆形入口比方形提高59.9%,圆形降低43.5%。三种入口结构下97%的颗粒Reynolds数在40~400范围内,Reynolds数为80的颗粒数量最多。颗粒受凹壁面切向射流的影响,入口周向10°~35°范围内,离散颗粒与壁面形成第一次冲击,最大壁面剪应力值出现持平趋势,超过90°以后,颗粒沿壁面滚动下滑,壁面剪应力逐渐趋于0。经过计算,方形、半圆形、圆形三种入口结构加入离散颗粒后湍动强度分别提高27.1%、8.8%、62.7%,壁面剪应力分别提高23.7%、13.5%、15.2%。

壁蜂传粉对红富士苹果坐果及品质的影响

通过田间试验揭示了凹唇壁蜂(OsmiaexcavaAtik)作为红富士苹果传粉媒体,对提高坐果和改善品质的作用,同时研究了影响该昆虫有效传粉的若干因子。结果表明:凹唇壁蜂的有效活动范围在距蜂巢60m半径的区域内,在该范围内,距蜂巢不同距离的供试树的坐果率指标无明显差异,但处理株平均坐果率都极显著地高于超过该范围的对照树,坐果率比对照提高81%～111%。弱树自然坐果率低,凹唇壁蜂传粉提高弱树坐果率效果更为明显。经凹唇壁蜂传粉,红富士苹果种子数、单果重和果形指数增加,但并未影响果实的着色和硬度。