单关节机器人伺服系统的建模与仿真

为了深入研究机器人驱动系统,需要进行单关节机器人伺服系统的建模与仿真。首先对单关节机器人的规划轨迹、机械结构、电气结构和控制器分别建立数学模型;然后根据数学模型在MATLAB/Simulink平台上搭建伺服系统的仿真模型;最后对仿真结果做了分析,为机器人系统的优化设计与调试提供了有效模型和依据。     

小型预制桩基础承载特性数值模拟研究

本文建立硬化土本构模型,针对江苏省软土地区的土质条件选取数值计算参数,通过PLAXIS 2D软件对小型预制桩在的单桩水平受荷及竖向受荷进行数值模拟,得到桩身弯矩沿桩长的分布以及荷载-位移曲线,分析小型预制桩基础桩身弯矩的分布特点,并探求其在水平及竖向荷载作用下的承载特性,进而能够为小型预制桩基础工程设计以及计算方面提供一定的参考依据。     

薄壁锥端注浆微型钢管桩抗拔承载特性的现场试验

为解决新时期电网“绿色建设”的需求,研发并应用新型环保型基础是电网建设中的首要任务之一。本文提出一种改进的薄壁锥端注浆微型钢管桩,通过现场试验,研究该类钢管桩的抗拔承载特性。 以双楼～交河入东光北变220kV线路工程为工程背景,设计出?159 mm和?203 mm两种桩径、5 m和8 m两种埋深、注浆与不注浆两种条件,共18根钢管桩,开展了18组试验桩的现场抗拔承载特性试验,对比分析了注浆作用对不同型号抗拔桩荷载位移曲线、抗拔承载力以及桩周土体破坏模式的影响;基于现场试验获取的桩土界面的破坏机制,建立桩土体系的有限元模型,对钢管桩上拔变形破坏过程进行数值模拟分析,重点佐证了现场试验中得出的桩土界面破坏模式;通过测试注浆前后桩周土体的抗剪强度参数和微观结构,分析了注浆作用对桩周土体影响的宏微观机制。 试验分析表明：① 注浆前后钢管桩荷载位移曲线由陡降型转变为缓变型,塑性变形特性增强;②注浆前后钢管桩抗拔承载力提高59%?148%,提高幅度与其长细比呈负相关;③未注浆钢管桩发生破坏时,地表土体鲜见裂缝,桩体近乎被抽出,注浆钢管桩破坏时地表土体出现径向与环向裂缝;④注浆过程中的浆液向土体空隙中不断渗透,充填了大量空隙,从而加固了桩周土体,最终在钢管桩周围形成水泥固结体,其与桩周土体之间形成剪切面,这一结论同时也得到数值模拟结果的佐证。 注浆作用对钢管桩抗拔承载力的影响机制主要体现在有效剪切面积的加大和桩周土体侧摩阻力的提高两个方面。工程应用表明,该桩型具有施工周期快、承载力高、对周围环境破坏小的优点,在双楼～交河入东光北变220 kV线路工程中应用效果良好。     

隐伏溶洞对隧道围岩稳定性影响规律及处治技术

以鄂西山区隧道工程实例为依托,在溶洞调查与统计分析的基础上,从岩溶的溶洞体积、形态特征、溶腔充填物特征以及涌水通道类型等方面,对鄂西山区岩溶进行分类,得到鄂西山区岩溶发育特征,即溶腔体积不等、形态多样、溶腔充填物种类多、涌水通道复杂。采用数值模拟方法,分析不同位置的隐伏溶洞对隧道围岩的应力场、位移场影响情况,得出随隐伏岩溶位置变化,围岩应力分布有所不同;溶洞位置由隧道顶部向隧道底部变化过程中,隧道顶部围岩最大沉降由大到小依次为拱肩延长线、边墙一侧、拱脚延长线、拱顶上方、底板下方;随着溶洞位置的降低,隧道拱顶围岩水平最大收敛值由大到小依次为拱肩延长线、拱顶上方、边墙一侧、底板下方、拱脚延长线;随着溶洞位置的降低,隧道周边围岩沉降量由大到小均为拱顶、拱腰、拱脚、底板。基于岩溶类型特征、数值模拟围岩应力场、位移变化情况结果,提出岩溶区隧道揭露溶洞处治原则。以花果山隧道为例,开展溶洞处治原则与方法应用,提出针对性的处治方案。     

基于RTDS的配电网一二次融合仿真技术

提出一种基于实时数字仿真仪(real time digital simulator, RTDS)的配电网一二次设备融合仿真技术。阐述配电网一二次设备融合仿真系统的基本要求和总体框架,并给出仿真系统的总体设计方法。从一二次设备数据获取、接口、转换以及算法选取等方面,提出仿真系统的具体实现方法。以采用所提的仿真系统对配电网继电保护算例进行仿真,整个仿真系统的响应时间在2~3个仿真步长,验证了所提一二次设备融合仿真技术的可行性和有效性。     

基于离散单元法的锥形双螺杆输送及混合机理分析

锥形双螺杆挤出机结构模型与其他普通螺杆挤出机相差很大且构成独特,近年来在聚合物加工行业中发挥了很大的作用。设计螺槽深度与螺杆半径比为1∶2、2∶5、1∶3的三种锥形双螺杆挤出机,通过离散单元法模拟了锥形双螺杆挤出机挤出LDPE、HDPE两种颗粒的过程,分析了锥形双螺杆挤出机螺槽内颗粒速度的变化,同时在不同参数下对三种锥形双螺杆挤出机的输送效率进行了比较。利用EDEM软件对LDPE和HDPE颗粒进行离散元分析,得出不同时刻两种颗粒在三种锥形双螺杆挤出机内的混合情况。结果表明,螺槽深度与螺杆半径比为1∶2的锥形双螺杆挤出机的混合效率优于螺槽深度与螺杆半径比为2∶5、1∶3的锥形双螺杆挤出机。     

基于测后模拟原理的半波长输电线路暂态量纵联保护

针对特高压半波长超长的输电距离带来的继电保护难题,提出基于测后模拟原理的半波长输电线路暂态量纵联保护方法。特高压半波长交流输电具有传输距离远、输送容量大、全线无功自平衡等优点,可以作为未来清洁能源电力输送的一种可选方案。通过分析现有输电线路保护方法对于半波长交流输电线路的不适用性,对特高压半波长输电线路在区内外故障情况下,推导至中点的暂态量电流和的绝对值在短时窗内积分方向的不同进行理论分析;以贝杰龙模型为基础,利用测后模拟原理构成输电线路暂态量纵联保护方法,进行仿真实验;进而判别输电线路单相接地故障时故障初始角、故障位置和过渡电阻对故障判据的影响。仿真实验证明,此方法构成的保护计算精度高,相较于工频量构成的保护其动作速度更快且几乎不受过渡电阻、故障距离及故障初始角变化的影响,理论分析与实际的仿真结果相一致。     

γ—TiAl增压涡轮熔模铸造过程数值模拟研究

根据熔模型壳离心浇注的铸造工艺特点，建立了γ－TiAl增压涡轮凝固传热过程的数值模型，推导了离心压力下γ－TiAl金属间化合物的凝固收缩和补缩过程数学模型，模拟计算了γ－TiAl增压涡轮铸件的温度场和收缩缺陷，结果表明，模型能可靠计算γ－TiAl增压涡轮铸件凝固过程的温度分布和准确预测铸件的收缩缺陷，数值模拟结果与实验结果吻合良好，数值模拟结果证实了前期工作所提出的进一步减少及消除收缩缺陷的优化工艺措施的合理性。     

巨型机械臂结构动态应力测试与强度分析

某巨型机械臂设计过程中使用了基于Pro/E、ADAMS和ANSYS平台的虚拟样机技术,进行了动力学仿真和静力学计算。为确保设备运转安全可靠,对巨型机械臂进行了动态应力测试,分析其运动过程中主体结构的应力分布,测试数据与ADAMS/ANSYS平台的联合仿真计算结果一致,确定了巨型机械臂的强度安全,证明了基于Pro/E、ADAMS和ANSYS平台的联合仿真计算技术路线对特种大型复杂机械设备研发具有很强的推广性。     

数值模拟铸件充型过程中的液/固两相流动

铸造过程中熔融金属内的固体渣粒的运动轨迹是非常重要的。文中给出了粒子传输轨迹的数学模型,该数学模型采用显示法来确定粒子的位置。模拟研究结果与用其它数学模型的模拟结果比较,吻合良好。该模型可用于固体粒子位置的确定,并应用到SUTCAST软件中。