机械结构分层优化技术研究进展

复杂机械结构优化设计一般表现为多目标、多约束、多参数的优化问题,所以复杂结构优化设计过程通常存在计算复杂、不易收敛等困难。分层优化技术是复杂结构优化设计的一种有效途径,通过将优化问题中复杂的约束、设计变量以及功能目标合理分解为若干子层问题进行求解,然后通过协调得到复杂机械结构整体优化问题的结果。文章对机械结构分层优化技术的理论、应用研究现状进行了总结并探讨了其关键技术环节及发展趋势。     

面向复杂工程项目型产品作业车间调度问题

针对复杂工程项目型产品作业车间调度问题(CEPP-JSP),在考虑产品生产过程具有成套性、并行性、分散性和高柔性等生产特点的基础上,构建了面向CEPP-JSP的基本生产任务分配和作业中心生产调度的多目标优化模型,提出了改进的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对优化模型进行求解,从而得到了CEPP-JSP的Pareto综合最优解。最后,以某水轮机公司产品的作业车间调度为例,验证了提出模型和算法的可行性和有效性。     

变载荷铣削力影响下的加工中心床身结构优化设计

针对加工中心工作过程中变载荷铣削力对床身结构性能的影响问题,对加工中心床身的材料密度分布以及构成床身的基本结构单元尺寸进行了研究。提出了以床身低阶固有频率和最小柔度为目标,体积分数为约束条件的多目标拓扑优化设计方法;采用折中规划法结合平均频率法,构建了变载荷铣削力影响下的多目标拓扑优化数学模型;依据变密度法拓扑优化指导的材料去除方案,获得了加工中心床身的最佳结构布局;同时结合经过优化的拉丁超立方采样,构造了单元标准二阶响应面,使用多目标遗传算法对床身进行了多目标尺寸优化。研究结果表明:优化后床身固有频率增加16.9%,床身质量减少17.4%,最大变形量降低14.4%,最大应力降低18.8%;该优化方案使加工中心床身的结构布局更加合理,实现了轻量化设计。     

基于复杂环境下建筑大面积基坑开挖支护技术研究

随着我国城市建设的迅猛发展、科学技术水平的不断提高,建筑工程的数量和规模也日趋扩大,由此,作为建筑基础的深基坑工程的任务量和难度也在相应增加,尤其是对大面积深基坑开挖支护技术的要求更高。本文将以广州市某建筑工程项目为例,对开挖基坑周围环境和地质、水纹进行全面研究,经过对不同方案比选,选择出适合该工程施工的组合支护技术方案,并利用基坑支护设计软件,对该支护参数进行了验算,各项技术指标都满足设计要求,以期为相同条件的深基坑工程提供借鉴。     

VTI各向异性叠前深度偏移在沔阳地区的应用

针对沔阳三维工区老资料在时间域的处理结果信噪比低,构造细节不清楚,成像不理想,井震吻合度偏低,不能够满足构造精细解释需要,为了提高该区地震资料处理的品质,针对该区资料的特点,复杂构造、横向速度变化快,引起的各向异性问题,结合实际的钻井资料,解释处理一体化,精细建立时间域构造解释模型,对初始速度-深度模型通过修正速度模型反复迭代优化,通过井资料和各向同性叠前时间偏移,开展VTI各向异性研究,求取各向异性参数并建立各向异性速度-深度模型,优化迭代取得合理可靠的深度偏移速度模型,利用VTI各向异性叠前深度偏移技术提高地震资料品质和成像精度,为地震资料解释人员提供可靠的处理成果。     

工程地质科技发展与进步

进入21世纪,工程地质勘察新技术、新方法发展迅猛,西北院为适应日益竞争激烈的市场,以科技为引领,提高勘察技术进步。近年勘察技术进步主要在3D激光扫描技术、工程勘察技术数字化、定向钻孔测试设备研发及综合勘察技术、地质遥感解译、岩土数值模拟等方面。科技研发主要集中在复杂边坡、深厚覆盖层、岩体结构、特殊性岩土等方面,在以下方面取得研究进展:层状岩质边坡复杂变形破坏机理、失稳模式及治理措施;水库滑坡及塌岸稳定分析、安全防控措施研究及其工程应用;倾倒岩体变形破坏与分类;工程岩体缓倾角结构面;基于量化指标的高拱坝建基岩体可利用标准和建基面选择;超高面板坝巨厚砂砾石料层"深井法"勘察与可利用性评价技术;深厚覆盖层坝基工程特性;城市地下铁道工程富水砂卵石地层勘察与评价;西北地区大型风力发电场盐渍土工程地质特性等。     

高速动车组牵引拉杆载荷特性研究

采用准静态载荷标定的方式制作牵引拉杆载荷传感器,将其安装于某型高速动车组进行线路载荷测试,得到列车启动牵引、高低速直线运行、通过坡道及制动停车等典型工况下的载荷时间历程及载荷变化特点。在此基础上,编制不同速度等级下的牵引拉杆载荷谱,并依据线性累积损伤准则分析结构疲劳损伤分布及运行速度对疲劳损伤的影响规律。研究结果表明,与拖车牵引拉杆载荷相比,动车牵引拉杆载荷幅值变化受电机扭矩载荷的影响较大,尤其在列车启动、制动阶段,其趋势载荷变化明显;随着列车运行速度的增加,牵引拉杆载荷幅值不断增大,得到动车牵引拉杆载荷的振动主频与列车运行速度呈正比。定义相对疲劳损伤来表征每级载荷的疲劳损伤贡献程度,得到结构疲劳损伤与牵引拉杆载荷幅值的对应关系,获取列车运行速度对结构疲劳累积损伤的影响规律。动车牵引拉杆载荷在列车时速280 km/h时产生的结构疲劳累积损伤最小,而拖车牵引拉杆的疲劳累积损伤值随着运行速度的增大呈现增大的趋势。该研究结果对高速列车转向架结构的优化设计及相关理论研究具有一定的参考价值。     

谈淤泥质复杂基坑地基处理及支护技术

淤泥质地形在施工过程中可能因地基强度不够而发生事故,施工难度高,对此类地基处理及支护技术的研究较为重要。     

复杂地质条件下煤矿掘进支护技术的研究

针对复杂地质条件下开展煤矿掘进工作面临的困境,对各种煤矿掘进支护技术进行探讨,并进一步分析其在复杂地质条件下的应用要点,旨在提供一套较为科学合理的煤矿掘进支护技术,为煤炭开采提供安全的作业环境,有效保障巷道的掘进质量与效率。