管桁架焊缝质量检测机器人结构与越障稳定性研究

管桁架焊缝质量检测机器人是一种在高空管桁架上采集焊缝信息,并对焊缝质量进行适时检测的机器人,它的越障稳定性是其安全可靠工作的关键.设计了一款能在管桁架上行走、越障,且适应管径变化的机器人系统;分别对沿竖直钢管爬升、周向旋转和越障状态下的驱动轮进行受力分析,初选了关键动作驱动电机参数;利用ADAMS平台进行翻转机构的运动学仿真,发现翻转角速度可影响机器人的工作效率和稳定性,以工作损失效能最小为目标优化翻转角速度,通过数据拟合和多次迭代求得最优翻转角速度;开展了样机稳定性试验,以测量不同翻转角速度下机器人的滑移量.分析和试验结果表明:翻转角速度为0.445 rad/s时,工作损失效能最小,且越障稳定性好;翻转角速度达0.785 rad/s时,出现滑落现象;样机稳定性试验与运动学仿真结果一致.     

废水除磷工艺技术研究进展

水体的富营养化是水体中氮磷等营养物质的过量排放引起的.其中，磷是产生水体富营养化的主要元素，磷含量超过0.02 mg/L时就能产生富营养化现象.为解决水体富营养化的环境污染问题，对除磷工艺的研究具有重大意义.文中综述了利用微生物法、化学法和物理化学法对磷的去除工艺，并着重介绍了废水化学和物理化学除磷中化学混凝沉淀法、结晶法、吸附法的特点及应用现状.阐述了化学除磷的发展方向，进一步提出开发更经济环保的化学除磷技术.      

采用数值计算和OrcaFlex软件对缆索张力函数的分析

采用数值计算的四阶龙格库塔法和OrcaFlex软件的凝集质量法分别对重型缆在定常拖曳状态下的缆索张力函数进行分析计算得到两组曲线,并对其进行对比,由此得出流速、重力角和缆索角对张力函数的影响,得到了确定缆索张力函数的一种实用方法。研究表明:在解决缆索张力函数问题时,采用Orca Flex软件的凝集质量法是一个很好的选择,因此工程应用中可以运用OrcaFlex软件对缆索进行设计和分析;而张力函数能够确定缆索的几何形状、张力以及拖体相对于原点的位置。     

针织小物件图案设计及应用

以针织小物件为研究对象,对图案的种类和色彩进行分析,并根据图案设计中个性化、美观性、时尚流行性和创意性原则,设计制作出集创意与市场为一体的针织抱枕,试为针织小物件图案设计和应用提供参考。     

基于流固耦合的氦气囊非稳定形态机理分析

为了揭示飞艇内置氦气囊在非稳定状态下的形态变化机理,建立了单个氦气囊模型,基于ANSYS的瞬态动力分析和CFX的多场耦合分析,考虑空气与氦气密度差导致的浮力效应,进行空气和氦气流体及柔性囊体的多场耦合分析.首先基于囊体无应力态进行充气模拟得到初始充气平衡形态,校验数值模拟方法的正确性.然后通过控制氦气排气量模拟氦气囊在0°、10°、20°、30°仰角以及充盈度分别为100%、90%、80%、70%、60%时的形态,并进行变形、应力特征分析.数值结果表明:在仰角为0°时,随充盈度减小,囊体底部约1/3区域发生形态失稳,呈环向均匀小凹陷模态,且向顶部扩展,环向贯通为大凹陷;当有仰角时,凹陷先发生于下腹部,环向非对称,且随仰角增大,下腹部凹陷向顶部扩大.     

30m望远镜宽视场光谱仪支撑结构选型研究

针对30 m望远镜宽视场光谱承载能力与轻量化程度低的问题,对于已有的桁架支撑结构方案,提出了宽视场光谱仪板壳支撑结构方案。建立了两者的有限元模型,分别从质量、变形、应力与基频等方面对铟钢桁架和铟钢板壳结构性能进行了评价,利用等刚度理论确定了碳纤维复合材料板壳结构的构件厚度,并与铟钢板壳结构的性能进行了对比。研究结果表明:碳纤维复合材料板壳支撑主结构质量为1.93 t,最大相对位移为0.286 mm,最大应力为30.94 MPa,基频为7.98 Hz,均满足设计要求,是宽视场光谱仪支撑结构的理想形式,对大口径望远镜光学仪器支撑结构选型与设计具有指导意义。     

加筋垫层对软土路基加固效果的多方案比较

为了更好地将土工合成材料加筋垫层应用于不同软土路基加固方案中，通过有限元数值计算程序建立了复合地基分析模型，并根据现场试验结果验证了其合理性；对比分析了不加固处理、仅加筋垫层处理、复合地基、加筋垫层联合复合地基４种不同加固方案作用下地基的潜在滑移面、稳定安全系数、水平位移、沉降和桩土应力比的变化规律。研究结果表明，对比不同的加固方案，加筋垫层的应力扩散作用和筋土之间的摩擦作用，能够限制地基土的侧向变形，有效提高路堤的整体稳定性，减小路基的沉降和桩土差异沉降，充分发挥桩的强度和刚度。