天津城市建设管理模式的近代转型

1860年第二次鸦片战争后天津开埠。租界的建立不仅直接改变了天津的城区范围和空间结构,更重要的是引入了近代西方城市的建设管理模式,开启了天津城市建设的近代转型。1900年"庚子之乱"后的都统衙门管理时期,又将近代西方城市的建设管理模式移植到华界中,后经清末新政的继承和发扬,最终在民国时期,从管理机构、建筑规则和都市计划三个方面,完成了天津城市建设管理模式的近代转型。     

金属橡胶材料恢复力的三维模型

以大量试验数据分析为基础,提出了一种构建金属橡胶弹性恢复力三维模型的方法。通过对试验数据插值拟合处理与理论分析的方法,得到了恢复力关于位移和速度的二元解析方程,认为恢复力由线性正刚度弹性力、非线性阻尼力和与速度平方有关的非线性负刚度弹性力三部分组成,并对这三部分的实际物理意义进行了分析。试验结果表明,本模型对金属橡胶弹性恢复力的表述更加直观,分析更加准确,克服了现有模型简单和参数辨识复杂的缺点。     

斜向通道地表雷电电磁脉冲场分布规律研究

通过分解电流微元偶极子并求解Maxwell方程组,得到了斜向通道雷电电磁脉冲(Lightning Electromagnetic Pulse,LMEP)场解析表达式;基于此斜向通道模型,研究了不同方位角和回击速度时的雷电电磁场分布规律.结果显示:近场区电场分量随方位角的变化规律要受到放电通道倾斜程度的影响,但是其他场区的电场分量和任意场区的磁场分量初始峰值均会随方位角的增加而减小;当回击速度改变时近场区电磁场分布规律保持不变,但在中间场和远场区电磁场初始峰值将随回击速度的增大而增大.     

超磁致伸缩棒磁场强度建模及线圈优化分析

超磁致伸缩棒上的磁场强度对超磁致伸缩致动器(GMA)至关重要,因其幅值和上升、下降时间直接影响致动器的输出力和响应时间.建立电压到磁场强度的模型,并提出较合理的线圈优化方案.将线圈充、放电过程简化为一阶RL线性电路的暂态过程,计算得到线圈电流,并根据线圈电流建立超磁致伸缩棒上的磁场强度模型.由模型可知,致动器尺寸有限制时,棒上磁场强度的优化应主要考虑线圈匝数;通过分析线圈匝数对磁场强度稳态值、上升时间和下降时间的影响确定匝数的取值范围.向线圈施加不同频率和幅值的方波电压信号,得到的模型曲线与测得的实验结果相吻合,从而验证了模型的正确性.     

三维裂隙网络建模技术修正及其工程应用

三维裂隙网络建模技术是分析地下硐室围岩中裂隙分布规律的技术手段之一,可为硐室稳定性评价提供基础模型。本文以北山坑探设施围岩为研究对象,利用地表裂隙调查结果,分析裂隙产状、直径和密度的概率密度特征,采用蒙特卡洛方法构建三维裂隙网络模型,并通过围岩楔形体分析检验模型。继而引入硐室裂隙编录数据,修正模型参数和建模方法,建立具有高可信度的三维裂隙网络模型。最后,利用修正模型实现巷道尺寸设计和危险部位预测。上述研究修正了三维裂隙网络建模技术,并提出了模型在硐室围岩稳定性评价和辅助设计领域的应用方案,为我国高放废物处置地下实验室及类似工程的研发提供了技术支撑。     

基于细观力学方法的金属橡胶迟滞特性本构模型

依据金属橡胶典型细观结构特征,对金属橡胶压缩变形金属线匝的空间位形和接触模式进行了分析,揭示了金属橡胶变形的细观物理机制。提出了基于变长度曲梁的细观结构单元以及曲梁间的接触作用模型,结合摩擦接触点分布规律,建立了包含金属丝直径、金属丝弹性模量、螺旋卷直径、金属橡胶相对密度等基本结构参数的金属橡胶迟滞特性本构模型,实现了金属橡胶初始加载、卸载和重复加载过程恢复力曲线的描述,从理论上解释了金属橡胶的弹性性能和多点接触的干摩擦阻尼特性。通过不同相对密度金属橡胶试件对所建模型进行试验验证,发现理论预测和试验结果基本一致,为金属橡胶刚度和阻尼的预估以及产品的设计提供了理论依据。     

超磁致伸缩致动器系统时滞模型辨识与控制

针对超磁致伸缩致动器模型建立和精确位移控制存在的不足,推导了超磁致伸缩致动器系统带有时滞特性的线性化模型,把Levy法和遗传算法相结合,对推导的模型进行了辨识,通过开环实验验证了模型的准确性和稳定性;针对致动器系统准静态控制,提出了一种基于单纯形法的PID控制参数两步整定法。实验结果表明,利用该方法设计的PID控制器相对于传统PID控制,系统的超调量降低了17.69%,调节时间缩短了4ms,验证了控制器的精度和稳定性。     

基于弓张式GMM发音振子的磁路设计及分析

为优化超磁致伸缩发音振子的电磁性能,通过建立振子磁路模型,推导得到了磁路内磁场强度的表达式;通过分析和设计发音振子电磁结构,确定了驱动线圈的线径、匝数和永磁体的剩磁等磁学参数;通过有限元仿真,分析了弓张结构采用不同材料时振子内部磁场的分布情况,表明当采用弹簧钢材料时能满足内部磁场强度和均匀性的要求;通过制作试验样机并测试棒料边缘处的磁场强度,验证了仿真和理论结果的可靠性。最终结果表明,理论和仿真模型能在一定程度上反映磁路元件磁学参数和材料属性对内部磁场的影响,对发音振子的磁路设计具有一定的指导意义。     

超磁致伸缩致动器优化设计与特性测试

设计了超磁致伸缩致动器(GMA),对线圈尺寸及绕线进行了优化设计,并测试了超磁致伸缩致动器的静、动态特性。在分析超磁致伸缩材料特性的基础上设计了GMA基本结构,并确定了偏置磁场的加载方式。研究了线圈尺寸参数对线圈轴线上磁场分布和线圈的电-磁转换效率两方面的影响,优化设计了线圈的尺寸;提出了线圈功耗表达式并分析了绕线直径对功耗的影响,择优选取了绕线。实验表明GMA具有较好的静态、动态特性,且GMA工作特性与设计参数相吻合,证明了线圈优化设计的合理性。     

超磁致伸缩材料在液压阀中的应用现状

超磁致伸缩材料(GMM)具有应变大、响应快和输出力大等优良特性,它的应用开发已成为当前研究热点。该文介绍了超磁致伸缩材料的性能及物理效应;综述了该材料在机电领域的应用;系统地介绍了该材料在三类液压阀中的应用现状,并对该材料在液压阀中的应用作了展望。