基于GIS的公路隧道监控管理信息开发及应用

论述了运用GIS开发公路隧道监控量测管理信息系统的原理、方法,介绍了系统的功能和结构设计,并通过重庆市岚峰隧道工程的应用实践,表明本系统具有指导科学施工,确定支护时间、支护方式和支护参数的作用,从而保证隧道设计、施工安全.     

基于物元可拓灰聚类模型的采空区火灾风险预测

从煤的自燃发火特性、采空区供氧和聚热条件等方面,研究建立了采空区遗煤自然发火风险评估分级指标体系;根据预测系统的灰特性将物元分析和灰聚类理论相结合,构建了采空区火灾节域物元M_(AP)及风险灰类关系度σ_(ki)计算模型,提出了一种新的采空区遗煤自然发火风险评估方法。通过潘北矿1212(3)采煤工作面实际应用结果表明,该方法对建模样本的数目没有限制,计算分析过程简单,易于实现安全信息管理与决策,且采空区火灾预测效果较好。     

独立分量分析在机械振动信号分离中的应用

针对机械运转时工作环境复杂,监控采集的信号多为混合信号的情况,研究了如何从混合信号中分离出相对应的各振动源信号.采用独立分量分析的分离方法,通过对极大似然估计的目标函数进行简化,基于无需选择学习率的快速不动点迭代的优化方法,选用可同时估计亚高斯和超高斯独立成分的非线性函数估计概率密度,推导出了该算法.最后,对工程中几种特殊情况下的混合信号进行仿真和实验室实测的分离试验.结果表明,算法简单易行,具有快速稳定收敛的性质.     

速度、油量对滚动直线导轨副摩擦力的影响

利用Stribeck曲线和Hamrock Dowson的最小油膜厚度计算公式,分析速度与润滑油量和摩擦力的关系。分析结果表明：在一定工况下,当速度由小到大变化时,滚动直线导轨副的润滑状态会经历边界润滑、混合润滑和弹流润滑3个阶段,摩擦力先减小后增大;润滑油量越多,直线导轨副在相对较好的润滑状态下工作,摩擦力就越小。通过滚动直线导轨副综合性能试验台,研究速度与润滑油量对滚动直线导轨副摩擦力的影响。结果表明：在高速运行下,速度对摩擦力影响较大;同时在注油量不断增加至注满的过程中,摩擦力大小先急剧变小,然后摩擦力曲线变化趋于平缓,此时的供油量即为最合适的润滑油量。     

两级复合放大箝位步进压电直线电机

针对尺蠖式电机运行过程中导轨与动子对加工与装配要求过高的问题,提出了一种尺蠖式原理的两级复合放大箝位步进压电直线电机,分析了电机的工作原理,设计了电机箝位机构和总体结构。利用有限元软件对箝位机构进行仿真分析,得到柔性结构的最佳尺寸。制作样机并设计实验,得到了电机的速度特性曲线并进行分析。样机的实验结果证明了该方案的可行性,并且在电压峰峰值为100V、频率为150Hz的方波信号激励下,电机的空载速度可达1.23mm/s,最大推力可达1.6N。该电机有效降低了驱动器的加工与装配要求,增强了电机运行的稳定性。     

现浇楼板对混凝土框架结构耗能分布的影响

为了研究现浇楼板对混凝土框架结构各构件滞回耗能分布的影响,基于多弹簧杆单元分别建立了矩形梁、考虑梁刚度、强度增强效应的矩形梁以及考虑楼板翼缘的T形梁共4个多层框架结构计算模型,进行了8度罕遇地震作用下结构滞回耗能分布比较分析。计算结果表明:梁强度增大使结构总滞回耗能增加,而梁耗能占总耗能的比例有所下降;梁刚度增大使得结构总滞回耗能略有增加,梁耗能占总耗能比例也有所上升。考虑楼板翼缘作用的T形梁对结构滞回耗能沿层分布、各层梁柱构件之间分布的影响主要体现在梁强度的增大,梁刚度的增大则会使滞回耗能分布产生突变,框架内梁滞回耗能小于外梁而边柱滞回耗能小于中柱。塑性铰的演化过程体现了结构耗能的转移过程,楼板翼缘作用可使结构由"梁铰机制"转为按"柱铰机制"破坏,这说明了楼板翼缘作用对于结构耗能分布的影响不可忽略。     

基于应变模态差和神经网络的管道损伤识别

应变模态差对结构微小损伤具有很高的敏感性且对结构损伤处具有较高的定位识别率,故在工程实际中可以利用其对管道进行损伤识别。然而,应变模态差只能定性地反映结构的损伤程度,并不能直接量化损伤结构的损伤程度,故采用神经网络和应变模态差相结合的方法对损伤管道进行损伤位置和损伤程度的识别。利用有限元分析软件ANSYS进行模态分析提取管道的应变模态参数,并把管道损伤前后的应变模态差作为神经网络的输入参数,以损伤位置和损伤程度作为神经网络的输出参数,对损伤管道分别进行单损伤和双损伤的损伤定位和程度识别。研究结果表明,利用应变模态差和神经网络相结合的方法能够准确识别出管道的损伤位置以及损伤程度。     

不同加载方式下实腹式型钢混凝土T形截面柱损伤试验研究

为研究不同加载方式下实腹式型钢混凝土T形截面柱沿腹板方向的损伤演化规律,设计并制作了10根缩尺比为1/2、剪跨比为2.5的型钢混凝土T形截面柱,变化参数为轴压比、配钢率及加载制度。基于试验成果,对单调荷载及低周反复荷载作用下T形截面柱的荷载 位移曲线及能量耗散能力进行了分析。结果表明：从初始加载到失效,型钢混凝土T形截面柱的损伤过程可分为5个阶段,分别为无损阶段、轻微损伤阶段、损伤稳步发展阶段、严重损伤阶段和破坏阶段;与单调加载相比,随着位移幅值的增大与荷载循环次数的增加,T形截面柱的承载力、极限变形能力和极限耗能能力均有不同程度的降低。在试验研究的基础上,考虑荷载循环次数、位移幅值与极限承载能力的动态关系以及加载路径对T形截面柱损伤的影响,建立了由最大变形与滞回耗能双参数组合的非线性损伤模型,并验证了该模型的合理性。     

大深度超大直径盾构盾尾受力性能探究

考虑盾尾壳体的初始几何缺陷及中空层合板构造,对超大直径(D14.0 m)盾构的盾尾在大深度水土压力下的力学性能进行建模分析。分别建立理想圆壳、缺陷圆壳、理想层合板和缺陷层合板4种结构分析模型,基于有限元计算,对4种模型的结果进行分析。对比发现:缺陷层合板模型在极限承载情况下最大变形为18.8 mm,最大等效应力达304 MPa,远超过理想圆壳模型的最大变形(3.6 mm)和最大等效应力(71.6 MPa),说明盾尾局部区域已发生塑性变形。因此,在超大直径盾构的盾尾设计时应考虑初始几何缺陷和中空层合板构造对盾尾变形和应力的放大效应。     

TC4钛合金高转速惯性摩擦焊接头组织及性能分析

采用高转速(3500～4300 r/min)惯性摩擦焊方法焊接TC4钛合金,观察了不同焊接工艺条件下焊接接头的显微组织,讨论了高转速条件下惯性摩擦焊接接头组织的形成机理,分析了焊接接头的性能.结果表明,TC4钛合金惯性摩擦焊焊接接头的形状呈"V"字型,焊缝区和热影响区的组织特征与低转速条件下的显微组织一致.焊缝组织沿径向变化,心部为细小的等轴晶,向外逐渐过渡为片状组织;焊缝区的硬度高于母材和热影响区;接头拉伸试样断裂于母材.