运动方程自适应步长求解的一个新进展——基于EEP超收敛计算的线性有限元法

该文采用最简单的Galerkin型线性单元,对运动方程构建了简捷高效的单步法递推公式;进而基于EEP超收敛计算技术,开发了单元步长自动优化和结点位移精度修正两项关键技术,可在整个时域上得到误差分布均匀且逐点满足给定的误差限的解答——堪称数值解析解。该文给出了单自由度和多自由度的数值算例以验证本法的有效性。     

基于滑动时步和预警阈值的双参数地音预警模型研究

基于地音预警原理,选取地音活动量偏差值DEV作为地音预警的指标,根据预警时效性和实用性制定了预警规则,提出使用不同滑动时步n和预警阈值DEV_0组合优化预警模型的思想。利用多因素无重复试验方差分析对影响地音报准率和误报率的n,DEV_0双参数进行分析,得出n,DEV_0对预警效果均具有显著影响,且DEV_0是主要影响因素。通过构建效用加权双目标函数,求得预警模型的最优解组合为滑动时步取8步,预警阈值取70%,此时对应地音的报准率67%,漏准率33%,误报率29%。     

一种滑动导向钻井工具面自适应控制方法

滑动导向钻井过程中，由于钻柱滑动摩擦阻力较大，工具面角的调整速度较为缓慢，且大多依赖司钻的经验，大大降低了钻井工作效率.论文建立了滑动导向钻井系统工具面控制对象的简化传递函数模型，并针对该模型提出一种具有自适应性的工具面动态控制方法.该方法采用微分正反馈控制律以提高工具面角的调整速度，并利用自适应方法对模型参数进行在线辨识，实时修正控制参数.最后通过动力学仿真验证了该方法能实现工具面角无超调无稳态误差的快速响应，且能根据参数辨识结果自动调整控制参数，无需依赖司钻经验，从而有效提高滑动导向钻井的工具面调整效率.     

基于Kӧtter方程的盾构掘进面上被切削土体受力研究

为了计算不同土体性质与不同掘进参数下盾构刮刀与土体之间的作用力以及由此带来的切削扭矩,引入了修正后的Kӧtter方程作为补充方程,求解出开挖面上土体在被动切削至破坏时滑动面上的应力分布,建立了被切削土体受力模型,求解出刮刀刃面与土体之间的正压力p、摩擦力Q与侧向土体间抗剪阻力U,进而推导出刀盘切削扭矩T的计算公式。分析得到特定刀盘上刮刀的p,Q,U值随土体c,φ值增大而增大,通过适当提高刮刀刃面粗糙度来增大摩擦可使土体更易被切至破坏;p,Q,U值随刀盘转速ω增大而减小,p,Q随支护荷载p线性增大且p对于被切削土体受力的影响在砂性土中较大,最终给出特定刀盘掘进至部分种类土体中的切削扭矩值作为工程参考。     

钢结构二维桁架建模比较

桁架设计为水泥厂工程设计普遍项目,通过PKPM对两个案例多种情况的建模分析,可发现桁架在不同情况下应采用不同的模型以匹配现实状态.     

基于物质点法的土体强度对边坡失稳滑动距离影响研究

滑坡滑动距离是衡量边坡失稳致灾程度的重要指标之一。基于Ｄｒｕｃｋｅｒ-Ｐｒａｇｅｒ弹塑性本构模型，应用物质点法研究了土体强度对失稳边坡滑动距离的影响。首先，通过干燥铝棒坍塌试验和黏土边坡大变形算例验证物质点法程序，分析了离散物质点数量对边坡失稳模拟结果精度的影响。在此基础上，进一步研究不同坡角下黏聚力和内摩擦角对失稳边坡滑动距离的影响规律。结果表明:相邻物质点间距取0．5ｍ进行数值模拟能够保证结果的精度且计算效率高；随着黏聚力、内摩擦角的增大，滑动距离呈逐渐减小的趋势；边坡失稳过程是以坡脚处产生较大塑性应变开始，塑性区域不断扩展至坡顶形成贯穿的滑裂带，进而整体失稳。物质点法能够再现边坡失稳的整个过程，有助于深入理解滑坡的致灾机理进而为边坡加固措施设计提供可靠依据。     

基于改进RRT*算法的机械臂路径规划研究

针对机械臂避障的难题,采用圆柱体包络法进行碰撞检测和RRT~*的改进算法进行路径搜索,规划出一条能够避免与已知障碍物碰撞,并且路径长度和规划时间较为优化的路径。RRT~*在原有RRT(快速随机树)基础上改进了父节点选择的方式,加入代价函数保证解的渐进最优性。在RRT~*基础上引入目标引力,减少路径搜索的随机性。同时,提出自适应步长避免陷入局部最优。在MATLAB平台上进行了RRT~*、RRT-connect及改进的RRT~*搜索算法的比较研究。结果表明,改进后的RRT~*算法在规划时间上和RRT-connect相近,在规划路径的长度上和RRT~*相近,同时具备时间和路径上的优势。以某品牌型号为WY700-1的机械臂进行了实验验证,结果表明,改进后的RRT~*搜索算法具备有效性和优越性。