响应面法优化微波热解剩余污泥产酸

目前微波预处理污泥主要局限在污泥水解率及其对厌氧消化的影响, 常用溶解性COD来进行表征预处理效果, 在污泥产酸方向少有报道。为了确定微波热解剩余污泥产酸的最佳工艺条件, 通过单因素实验选取实验因素与水平, 根据中心组合设计原理, 在单因素试验的基础上采用四因素三水平的响应面分析法, 考察了微波加热温度、微波加热时间、过氧化氢投加量和乙酸投加量对污泥产酸的影响。微波热解剩余污泥产酸的最佳工艺条件为:加热温度180℃, 加热时间21min, 过氧化氢投加量0.18g/(gSS), 乙酸投加量49mg/(gSS), 最大预测乙酸增量值581mg/L, 试验值与预测值之间的相对偏差在0.033～0.074之间。研究结果表明:本工艺可有效提高污泥有机酸产率, 试验值与预测值吻合较好, 可为污泥原位碳源开发提供理论和实际指导。     

地下洞室群面向对象有限元方法的探讨

以单元为代表类简单介绍了地下洞室群面向对象有限元程序。利用自编的面向对象有限元程序实现了开挖模拟,并分析某地下厂房的分步开挖变形问题,其结果与Phase2软件计算结果基本一致;实现了面向对象有限元处理动力响应的人工边界输入问题,验证了其正确性,并对该地下厂房的动力响应规律进行了探讨。结果表明:监测点响应存在一定的滞后性,且峰值的放大系数比无洞室作用下的理论解要大;在此基础上,分析了不同方法下的阻尼系数对地下洞室群动力响应的影响;验证了面向对象有限元方法应用在地下洞室群中的可行性和适用性。研究成果为进一步研究动态弹塑性情况奠定了基础。     

基于EQA和AD的产品仿生创新设计方法

针对分布式资源环境下仿生学与创新方法集成应用于产品创新设计问题,提出一种基于抽取式问答(Extractive question answering,EQA)和公理化设计(Axiomatic design,AD)的产品仿生创新方法。首先,构建基于知识挖掘的生物文本及工程设计信息数据库,实现生物及工程数据的处理与储存。其次,构建基于EQA的问答系统并提出一种生物参数获取方法,从设计功能的角度匹配合适的生物参数。然后,以融合EQA和AD的产品仿生创新设计流程为基础,实现从用户需求到设计方案的转换,获得可行的产品设计方案。最后,开发了相应的仿生创新设计辅助软件系统,辅助设计者进行产品创新设计,并以紫外线消毒车设计为例,验证了所提出的产品仿生创新设计方法的可行性与有效性。     

基于扩展物质-场分析法的标准解应用过程

简要分析并描述了TR IZ物质-场分析法。针对物质-场分析法在功能建模方面的不足,提出了一种结合减件-运行法和FAST法来实现产品创新的物质-场建模过程。改进了76个标准解的应用流程,这样可以有效的减少用户在不相关的标准解应用中浪费时间及产生错误解。结合该研究方法对一种新型复合式旋流器进行了应用分析,发现该旋流器存在的恶化特性主要是振动及剪切液滴,同时伴随噪音及密封泄漏等有害因素,最后提出了可行的解决方案。该研究方法将为标准解的有效应用提供了可行的改进方向。     

深部开采水平应力场与地表远区移动分析

 官庄铁矿是我国东部地下矿之一,埋深500～1 000 m,采用无底柱分段崩落法回采。通过应力测量得知,矿区最大水平应力为垂直应力的1.14倍。针对北采区510～550 m水平开采引起的远区水平移动问题,在大量实测资料分析基础上,采用数值方法和随机介质理论对水平移动进行预测,同时对实测水平移动进行分析。通过分析发现,距当前采区边界500 m处的水平移动达到50 mm,而此处并未观测到垂直移动。分析结果表明,由于存在较高的水平应力,导致水平移动较大,而这种现象就是由于官庄铁矿区砂岩和泥岩地层中所存在的高水平应力场引起的。     

位移放大型摩擦阻尼器减震结构的抗震性能研究

为了确保在输入位移较小时,阻尼器仍能发挥良好的耗能能力,设计了一种基于齿轮传动的位移放大型摩擦阻尼器。对该阻尼器进行拉压循环力学试验,研究位移幅值对其滞回性能的影响,指出位移放大型摩擦阻尼器的滞回曲线饱满,其输出力是普通摩擦阻尼器的η倍(η是大齿轮与小齿轮直径之比),故耗能能力更强。以一六层规则钢框架结构为算例,计算无控结构、普通摩擦阻尼器减震结构和位移放大型摩擦阻尼器减震结构的地震响应,结果表明：与普通摩擦阻尼器相比,位移放大型摩擦阻尼器可更好地控制结构的层间位移角和顶点位移,但二者对结构基底剪力的控制效果接近。     

木结构斗拱出挑层数对建筑抗震性能的影响

木结构古建筑是世界建筑史的重要组成部分,目前的研究大部分集中在结构整体的抗震性能上,或者单独对构件的受力机理进行分析,主要的研究构件包括斗拱、柱、梁架等,但是在构件对整个结构抗震性能的影响方面研究较少。以殿堂型结构中的斗拱为研究目标,利用ANSYS和ABAQUS软件对其展开模态与动力时程分析。通过对不同层数的斗拱进行分析比对,总结出斗拱层数变化对其抗震性能的影响。结果显示,在地震波作用下两模型柱脚和柱顶位移相差不大,但屋脊位置的位移量五踩斗拱模型比三踩斗拱模型多40%,五踩斗拱的柱顶加速度比三踩斗拱的柱顶加速度小23.02%,五踩斗拱的屋脊加速度比三踩斗拱屋脊小24.27%,证明在一定范围内斗拱层数的增加有利于结构的耗能减震。     

7075铝合金在液体金属Ga中的脆断行为

用WOL恒位移试样研究了7075铝合金在液体金属Ga中的脆断行为金相跟踪观察表明,Ga吸附后首先促进局部塑性变形,在缺口前方形成四下的塑性区,然后脆性激裂纹形核．液体金属脆断的临界应力强度因子．反向加载（位移V＜0）时,液体金属脆性激裂纹在远离缺口顶端的拉应力区中形核,微裂纹向拉应力区扩展而中止于压应力区反向加载时,试作断裂的名义应力强度因子为．所有断裂试样均为沿晶断口．     

圆形抗滑桩变形影响因素敏感性分析

为了研究圆形抗滑桩变形影响因素及各因素的敏感程度,采用FLAC数值模拟分析,系统研究了圆形截面抗滑桩对边坡加固的效果。结果表明：(1)当土体的抗剪强度指标小于临界值时,桩顶位移变化速率比较快,当超出临界值时,桩顶变形基本保持不变。(2)相同嵌固段深度下,土体强度参数越大,桩顶变形越小。嵌固段岩体性质越好,所需的临界嵌固段深度越小。(3)桩顶位移随桩径的增大而减小。在桩间距与桩径比值保持不变的情况下,桩顶位移随桩间距增大而减小,证明减小桩间距对于控制桩顶变形的贡献小于增大桩径的贡献,工程中通过增大桩径控制桩顶位移的效果要比增大桩截面宽度效果更优。     

基于编码器与NFC修正融合的带式输送机轨道式巡检机器人定位方法

轨道式巡检机器人的高精度定位技术是带式输送机智能化巡检的重要研究方向之一,而矿用带式输送机距离超长,工作环境复杂,严重影响巡检机器人的定位精度。针对目前的轨道式巡检机器人定位技术在矿用带式输送机巡检领域存在的问题,提出了基于编码器和NFC双传感器修正融合的高精度定位方法。分析带式输送机轨道式巡检机器人轨道与环境特性对编码器系数的影响,提出轨道分段原则。利用机器人搭载的编码器数据反馈特点,构建编码器递推定位方法。通过机器人运行的历史数据,对编码器系数进行分段分方向修正,并提出基于递推最小二乘的编码器系数修正方法,以提高编码器对轨道环境的适应性。在此基础上,根据机器人所在轨道分段的位置不同,在段端基于卡尔曼滤波算法实现编码器和NFC数据融合,在段内利用分段分方向修正系数与编码器信息进行递推定位,实现轨道式巡检机器人连续高精度的定位。针对所提方法搭建了实验平台并进行了实物测试,实验结果表明,相较于编码器定位、RFID定位和两者融合定位三种传统定位方式,基于编码器和NFC的修正融合定位算法能够有效提高轨道式巡检机器人定位对轨道环境的适应性,同时提高轨道式巡检机器人的定位精度。