绳牵引并联机构拉力分布的优化研究

从理论上解决了应用于飞行器风洞试验的绳牵引并联机构拉力分布的优化问题。由于绳只能承受拉力,因此机构的运动控制必须实时计算各绳的拉力。以往学者将绳拉力的优化归结为一个线性规划问题并采用迭代法进行求解,而迭代法不仅计算速度慢,且无确定的优化解。为此,建立了基于影响系数的协调方程和能量最优解析方程,使拉力分布的最优解呈显式表示。     

六自由度绳牵引并联机构的轨迹规划

建立所设计的六自由度绳牵引并联机构的运动学逆解模型后，提出1种计算拉力的算法，以动平台末端执行器能实现∞型的轨迹为目标，进行运动规划，研究绳的运动特性。仿真结果表明，绳的速度值和加速度值，始终不大于动平台末端执行器的速度值和加速度值，绳的加速度值和末端执行器的加速度值，同属1个数量级。同时，一些绳的拉力的变化不大(处于“关”的状态)；而另外一些绳的拉力的变化很大(处于“开”的状态)，这些运动轨迹规划的仿真结果，能为以后该机构的运动控制方案的研究以及控制系统的设计，提供依据。文中提出的运动轨迹规划方法，它对一般的六自由度绳牵引并联机构都适用。     

绳驱动仿腕关节绳拉力分布和可控刚度特性分析

为模拟人臂腕关节的结构功能,提出了有别于传统仿生关节的3自由度绳驱动并联结构,即通过球副连接动平台与静平台实现腕关节的转动功能。考虑绳驱动的冗余特性和绳索的单向受力性,对机构的位姿结构进行静力学分析,获得绳索张力表达式,同时建立绳张力分布优化模型,通过遗传算法得到绳拉力分布情况。通过建立运动学和静力学方程对机构进行受力分析,并引入线矢量和微分变换的方式,推导出机构的固有刚度和可控刚度,建立了腕关节静态位姿结构刚度模型,并给出刚度评价指标。分析绳索张力与机构刚度的关系和可控刚度对整体刚度的影响,数值仿真分析得出腕关节机构的位姿结构刚度在工作空间中的分布规律。     

空间系杆拱桥吊杆张拉控制分析

针对空间系杆拱桥吊杆张拉控制问题提出倒装法和影响矩阵法两种计算方法．倒装法采用逆序法计算结构的阶段内力，利用温度应力模拟吊杆张拉力，并用间隙单元精确模拟了结构脱离支撑的过程．影响矩阵法以每根吊杆应该施加的初始张拉力为基本未知值，根据吊杆的张拉顺序利用有限元软件Ansys求出单位力作用下的吊杆内力矩阵，建立典型方程，通过简单的回代方法求出每根吊杆张拉控制力，从而使得最终吊杆的预张拉力达到规定的设计值．这两种方法计算简便易行，两者计算结果一致，精确可靠，可为同类桥梁施工提供参考．     

两自由度绳牵引并联机构

对两自由度绳牵引并联机构作系统研究,进行运动学、静力学和动力学的分析．设计出控制系统,并在Simulink下完成系统仿真．提出求运动学正解的新算法,可以显著减小系统误差;抽出新的拉力分布方法并利用绳牵引并联机构的拉力应满足的条件。建立一个线性规划的标准模型．用单纯形法可以方便地求出绳的拉力．并确保满足绳拉力大于零的条件,且拉力的分布更加合理．仿真结果验证以上算法的正确性．     

线粘弹性半空间中轴向受力桩的分析

本文用线载荷积分方程法分析了嵌在线粘弹半空间的轴向受力刚性桩，首先，应用Ｍｉｎｄｌｉｎ公式，相应原理和拉氏变换求得垂直点力作用于粘弹性半空间的基本解。然后，沿ｃ轴的（Ｏ，Ｌ）分布未知集度ｘ（ｃ）ｙ（τ）的虚的垂直点力，其中ｙ（τ）由桩的平衡方程定邮，使边界条件得到满足，便将问题归结为一个Ｆｒｅｄｈｏｌｍ第１种积分方程。文中给出了参量固体模型的数值计算例子。     

考虑土体强度非线性的富水盾构隧道开挖面三维稳定性研究

为了计算高水压条件下开挖面有效支护力,评估盾构掘进的安全性,在极限分析上限理论框架下,构建开挖面三维曲线圆锥主动破坏机构。首先,采用切线法将非线性强度准则线性化,并引入经验水头公式描述开挖面附近水头分布;其次,提出一种水平分层积分法来计算渗透力功率,建立考虑渗流效应的功率平衡方程;第三,求解盾构土仓内有效应力目标函数,采用序列二次优化算法优化目标函数,求得支护力的最优上限解;最后,通过对比,验证本文计算结果的合理性和正确性,分析非线性系数和水位高度对有效支护力的影响。研究结果表明：在渗流条件下,非线性系数和单轴抗拉强度对开挖面稳定性的影响不利,增大初始黏聚力有利于开挖面的稳定,水头差对支护力具有显著的影响。     

综合管廊电力仓动态运维的解空间分割算法#br#

为解决综合管廊电力仓温度控制调配管理问题，有效提高其温控调配效果，提出了一种新的综合管廊电 力仓运维作业优化算法。该算法基于解空间分割原始思想，设计解空间分割处理机制，并应用其对当前综合管 廊电力运维下，不同等级电压进行测评，计算得到管廊电力仓磁场。基于电磁场数据，对自然对流微分方程、 能量方程联立求解，计算得到管廊电力运维作业的传导数据，获取电力仓温度的对接分布情况。最后对得到的 电力仓磁场计算数据和对流分析数据参数分别划分子空间，明确划分个数和空间个体数，获取最优解，实现运 维升级。实验数据证明，局部最高温度降低了将近 27%，绝对温度降低了 32%，电力仓温控调配效果显著。     

运动生成机构的优化综合

提出了一种在运动生成机构不产生乱支与乱序缺陷，并具有整周转动的连架驱动构件的前提下使得机构的传力特性达到最优，在建立了运动生成机构的优化综合模型后，采用改进遗传算法寻求全局最优解，综合实例结果表明了该方法的有效性。     

钢-混组合结构蝶形拱桥索力优化

以中承式钢-混组合结构蝶形拱桥为研究背景,对以异型拱为代表的拱桥的索力优化问题进行研究。运用MIDAS/Civil软件建立桥梁结构的有限元模型,通过对比分析不同张拉索力下的拱肋轴力、弯矩、应力以及索力不均匀程度,确定最合理的吊杆张拉力,同时对4种不同的张拉方案从拱肋轴力、拱肋弯矩、主梁应力以及吊杆内力等方面进行对比分析,以确定最优的吊杆张拉顺序,最后以确定的吊杆张拉力和张拉顺序对吊杆进行验算。研究结果表明,该蝶形拱桥的第二次吊杆张拉力选取中索450kN、边索550kN较为合理,最优的张拉方案为先张拉拱顶两侧的两根吊杆,再张拉拱顶吊杆,然后从拱脚向拱顶对称张拉,吊杆的最大应力和应力幅均满足规范要求。     

直线电机饱和涡流场的边界元分析

本文用边界元法计算了直线电机副边中的饱和涡流场。通过变量的变换将带有运动电势项的涡流方程转抉为亥姆霍兹方程,并很好地解决了变换后运动媒质与静止媒质矩阵间的连接问题。提出了将媒质中由饱和引起的体电流密度化为等效面电流密度的计算方法。一台直线电机的计算结果同试制样机试验的结果相比基本吻合,证明文中提出的等效概念、数学模型和处理方法以及推导的一系列边界元计算公式是正确的。     

二维对流—扩散方程反问题的求解

本文针对环境工程中的污染排放控制问题，提出并求解了二维对流－扩散方程的边界条件控制反问题和源项控制反问题，上游单个线源的简单排放，可提为边界条件控制反问题，并应用Ｇｔｅｅｎ函数直接法实现反演。其计算过程简单，计算速度快，精度高。多个污染源的复杂排放，可提为源项控制反问题，并采用脉冲谱－优化法实现反演控制。计算结果表明，该法收敛速度较快，计算效率较高，此外，本文所提出的计算方法还可应用于热输运和泥沙     

悬索桥成桥状态计算方法

假设悬索桥主缆自重沿弧长均匀分布，加劲梁、桥面等其余恒载沿水平均匀分布，考虑主缆弹性伸长对其自重集度的影响，导出了以参数u（shu=dy／dx）表示的主缆线形方程。由边界条件，建立了求解主缆水平张力和端点未知参数的非线性方程组，采用拟牛顿法求解。然后通过改变参数u来确定主缆线形坐标。最后由积分法导出了主缆索有应力和无应力长的计算公式。算例表明该方法收敛速度较快，计算精度较高，可用于悬索桥设计与施工控制计算。     

高次奇点的指数计算

奇点指数是刻画奇点拓扑性质的一个量，它是一个整数，本利用Cauchy-指标的代数工具就孤立高次奇点，临界奇点分别给出了一组指数计算公式，这是对中计算公式的补充，尤其是对临界奇点指数计算起到了简化作用，也使平面解析向量场的奇点指数计算问题得到完美解决。     

有限厚度的Marangoni对流边界层问题的解析近似解

讨论了由不同温度介质的界面张力梯度而诱导的有限厚度Marangoni对流的边界层问题.假设界面张力是温度的平方函数,下表面保持恒温,上表面的温度是水平距离的线性函数.通过坐标变换和巧妙引入小参数对速度和温度边界层控制方程组摄动渐进展开,得到了问题的解析近似解.研究了Marangoni数和Prandtl数对速度、温度边界层的影响,对相应的流动特性进行了探讨.     

一维双曲系统高分辨率波传播算法研究

本文发展了波传播理论算法,通过Riemann求解器和高阶WENO空间重构得到间断跳跃.根据波传播的物理性质能够处理双曲系统的振荡以及各物理量的守恒问题,相比于其他的高分辨率数值模拟方法,不仅合理降低了耗散,清晰地捕捉到激波间断,并且提出间断判断因子,在保持精度的前提下,使计算效率显著提高.通过数值模拟欧拉方程的Sod问题和Lax问题,验证该方法在处理双曲系统间断问题上有广泛适用性和优越性.通过比较CPU时间,验证了加入判断因子后计算效率明显提高.     

有限差分法在斜拉索张力振动测试识别中的应用

振动法测量斜拉索张力需要准确描述索力与自振频率的关系，考虑斜拉索边界条件、抗弯刚度和垂度的影响，使用有限差分法将斜拉索的静力平衡方程和自由振动方程离散，通过求解特征值问题建立了索力与振动频率的关系；然后将计算得到的模态频率与测试得到的模态频率比较，通过修正拉索张力计算值使计算频率与实测频率误差最小，最后修正的拉索张力则为斜拉索实际张力．通过对实际工程的测试结果分析表明，本文方法具有准确、实用的特点，可有效提高振动法测量斜拉索张力的精度。     

用流线方法模拟碱/表面活性剂/聚合物三元复合驱

建立了实用的碱 /表面活性剂 /聚合物三元复合驱数学模型 ,在力求模型简化的同时 ,较为全面地考虑了驱替过程的主要渗流机理 (如界面张力变化、粘度变化、吸附等 )。模型忽略了微乳相的形成 ,适用于低 pH值三元复合驱体系。用流线方法求解该模型 ,在结合边界元方法确定复杂边界条件下稳态渗流场流线分布的基础上 ,对流管内的一维渗流问题求解。应用显式全变差递减 (TVD)法求解饱和度方程 ;求解浓度方程过程中 ,采用Crank Nicolson差分格式进行空间项离散 ,对时间项变量进行了拟线性处理 ,保证了计算的稳定性。新建模型具有输入参数较少、计算快捷的优点 ,并适用于任意形状边界条件下各种井网配置的复合驱驱替动态计算问题。与化学驱软件UTCHEM的计算结果对比 ,证实该模型计算结果可靠、计算速度快、稳定性强 ,具有较强的实用性     

钻井连续循环系统卡瓦极限卡紧力分析

从钻井连续循环系统卡瓦的工作原理入手,分析了横向载荷与方瓦摩擦力的关系,揭示了卡在卡瓦中的钻杆的受力状态.将钻杆看作厚壁筒,采用弹性力学中的拉美公式求解钻杆内外受压的应力问题.钻杆外表面承受的摩擦力矩,看作圆筒扭转问题进行求解.考虑钻柱轴向拉力的影响,解决了钻井连续循环系统卡瓦极限卡紧力的计算难题,给出了卡瓦极限卡紧力的计算公式.以5吋和5.5吋钻杆作为算例,分析了钻井连续循环系统的使用范围,提出了钻井连续循环系统对钻杆钢级的要求.该方法可以用于指导钻井连续循环系统卡瓦的设计.