考虑桨叶伺服控制的浮式风机多刚体动力学建模与验证

浮式风机是深远海域风力发电的关键结构,分析其在复杂海况下的动力学响应特征对保障远海风能开发具有重要意义。在初步设计和方案比选阶段,需要开发能够定量把握浮式风机动力学主要特征、且分析高效的一体化分析模型。为此,针对大型Spar式海上浮式风机,建立了多刚体动力学全耦合分析模型。基于Lagrange方程,推导了考虑桨叶转动与桨距控制的8自由度刚体运动方程。结合所建议的多刚体模型,基于Spar式浮式风机1∶50缩尺模型试验实测数据,建立了与试验物理模型相应的一体化多刚体数值模型,并进行了静力、纯风、纯浪以及风?浪联合条件下数值分析结果与试验观测结果的对比分析。采用本文建模理论,建立了OC3?Spar式浮式风机足尺结构数值分析模型,并与常用的风机结构分析软件FAST的计算结果进行了对比分析。通过与上述缩尺物理模型试验和足尺数值模型软件分析对比,验证了浮式风机多刚体动力学分析模型的有效性。     

全非平稳地震动过程的概率模型及反应谱拟合

在强度调制函数基础上,发展了一类全非平稳地震动过程的时-频调制函数。结合平稳地震动过程的功率谱密度函数,建立了全非平稳地震动过程的演变功率谱模型,并根据建筑抗震设计规范确定了模型参数的取值。应用非平稳过程模拟的谱表示-随机函数方法,生成具有完备概率的非平稳地震动加速度过程的代表性时程集合,进而计算代表性时程的平均反应谱。为保证计算平均反应谱与建筑抗震设计规范反应谱的一致性,建议了反应谱容许误差的双重控制准则,即平均相对误差和最大相对误差。研究表明,通过对演变功率谱的3次迭代修正,即可实现计算平均反应谱与规范反应谱拟合的目的,为应用结构随机动力学进行实际工程结构抗震设计提供了依据。     

随机脉动风场的谱表示降维模拟

基于正交随机变量的谱表示,引入随机函数的约束条件,提出了随机脉动风场模拟的谱表示降维方法。从谱表示模拟公式中所需随机变量的数量及约束条件两方面,厘清了经典谱表示与基于正交随机变量谱表示的区别。将正交随机变量集表达为两个基本随机变量的正交函数形式,使基于正交随机变量谱表示的随机度从数万降低为2,极大地减少了随机脉动风场模拟的计算量。通过构造两类不同的正交随机函数形式,分别对高层建筑沿高度变化的水平向脉动风场进行模拟,均能获得较高的模拟精度,检验了此方法的有效性。研究表明:此方法仅需2个基本随机变量即可在密度层次上反映脉动风场的概率特性,且生成的233条代表性时程构成一个完备的概率集,进而可结合概率密度演化理论进行工程结构抗风可靠度精细化分析。     

基于改进YOLOv3的水电施工区安全佩戴检测方法

水电工程施工场区安全风险因素众多,在人员行为安全方面,其施工佩戴和操作不规范造成了较多的安全事故,现行的基于监控图像的检测算法在实际应用场景中仍然有所欠缺,检测速度和精度的矛盾性、鲁棒性低、实时性差、小目标识别丢失、重叠遮挡密集干扰漏检等问题仍然凸显,这些问题严重阻碍了施工场区安全管控水平的提升。针对上述难题提出了改进YOLOv3的多目标安全检测识别方法,引入空间金字塔池化结构,对Darknet-53网络结构进行调整优化,获取检测速度的提升;增加特征层以保留更多的小目标特征信息;采用GIOU改进损失函数,优化聚类方法提升了场区工人、佩戴安全帽情况、防疫口罩佩戴情况、着火险情的识别精度。经过实践应用分析验证,改进的YOLOv3-SG网络较原有网络检测效果有了较大提升,自建数据集平均精度mAP从75.6%到88.5%,多次检测速度平均值达到了40.1FPS,实现了满足水电工程施工场区智能识别场景下的人员安全佩戴和险情管控目标。     

微机保护装置应用中存在的问题及解决方法

结合工作实际,归纳总结了微机保护装置使用中存在的问题,并提出了相应的解决方法。     

关于采矿工程专业实习教学存在问题与对策探讨

针对目前采矿工程专业的实习教学现状、存在的问题和实习效果进行了分析,提出了积极建立系统的教学模型和学生参与、学生的矿山安全培训、学生实习环节和工作单位的结合、矿山企业参与的学生实习考核制度。把矿山企业引入到学生实习的考核环节,同时把矿山企业承担的学生实习和企业培养和选拔适合自己企业的工程技术人员结合起来。     

中部空气间隔不同比例装药对炮孔孔壁受力及碎石块度的影响

为分析装药中部不同空气间隔位置对炮孔孔壁受力的影响,以Starfield迭加法为基础,得出中部空气间隔装药爆破时整段孔壁上的冲击压力计算公式。在ANSYS-DYNA中建立多组不同中部空气间隔位置的计算模型,对孔壁及周围岩体的受力和损伤度进行分析。最后,进行现场爆破实验,使用WipFrag软件对碎石块度分布的变化规律进行分析。结果表明：中部空气间隔装药爆破时,孔壁压力整体呈现两端大、中间小的分布特征,装药段孔壁受到的冲击压力达到最大,冲击波以8字型向炮孔周围传播。当空气间隔位置在装药段中点时,上、下段药柱周围岩体受力大致相等,碎石块度相对均匀。因此,垂直台阶进行露天爆破开采时,为降低大块和粉料的产生率,空气柱上、下段可进行等比例装药,倾斜边坡可以适当向上调整空气间隔位置。     

金川Ⅲ矿区硐室围岩蠕变特性与支护时机

针对金川Ⅲ矿区硐室围岩蠕变控制问题,通过对破碎工程系统中大件道工程围岩变形的监测发现有明显的流变特性,即包括急剧变形、减速变形以及变形趋于稳定的三个阶段.分析了围岩应力环境、矿物成分和地下水对硐室围岩变形的影响,提出了适合高地应力构造影响带围岩流变模型,并对流变参数作了分析.根据金川岩体流变过程是由弹性、塑性、黏弹性和黏塑性等多种变形共存的一个复杂过程,呈现出高度的非线性的特征,从理论上分析二次支护的最佳时机,即金川Ⅲ矿区深部岩体在开挖并进行一次支护后的第3周内可作为最佳的二次支护时机,允许变形量应控制在50~150 mm.     

采动影响下断层附近矿压显现规律的相似模拟试验研究

为了研究采动影响下断层附近矿压显现规律,以曹村煤矿1010工作面的地质条件制作了两个相似材料试验模型,模拟工作面分别从断层下盘和上盘向断层推进研究了断层附近的矿压显现规律,研究结果显示:工作面由断层下盘向断层推进时,越靠近断层顶板稳定性越差,周期断裂步距小,当开采工作面在断层面位置时断层的正应力和剪应力达到最大值;当开采工作面从断层上盘向断层推进时,开采工作面顶板岩层断裂易于形成梁式结构,且断层滑移量相对保持不变;开采工作面经过断层后,断层的上下盘均发生显著运动,而主要以断层上盘沿断层面向下相对运动为主。     

大型轧辊喷雾淬火自动控制系统

将红外测温技术引入轧辊喷雾淬火控制系统,实现大型轧辊喷雾淬火过程中轧辊表面温度的在线连续监测。结合吹扫装置与数值滤波技术,去除温度数据的噪声,为自动控制系统提供可靠地温度数据。轧辊喷雾淬火自动控制系统保证了喷雾淬火过程冷却强度的连续动态调整,实现了轧辊喷雾热处理的高效率与自动化。。