船舶多出口房间疏散问题研究

为了提高船舶人员疏散效率,针对船舶火灾情况下多出口房间的人员疏散,提出了结合博弈论和社会力模型的疏散优化模型.模型考虑了人员之间的相互作用、人员到出口的距离和出口大小对人员选择出口的影响,用博弈理论得出多出口条件下人员个体的最优决策路线,并对社会力模型中人员动力学进行修正,作为新模型中人员运动的动力学基础.用新模型对多出口无障碍房间进行人员疏散仿真,结果显示,上述模型可以仿真出人员在多出口房间中对出口的优化选择,并能改善基础社会力模型中存在的不足.仿真结果表明,上述模型能有效缩短人员逃离房间的时间,并能模拟多出口条件下人员疏散的场景,为规划和管理多出口房间的疏散提供参考.     

载人潜器耐压球壳开孔加强结构优化设计

耐压球壳的开孔加强结构直接关系到载人潜器的安全,是设计过程中的关键技术之一。为了减轻开孔对耐压球壳局部强度和屈曲的影响,开展了以提高屈曲失稳压力为目标的开孔加强结构形式优化研究。使用ABAQUS有限元分析软件对单开孔加强耐压球壳进行了非线性屈曲分析,采用优化方法获得了单开孔加强结构的最优形式。将每个单开孔的最优加强结构形式用于多开孔耐压球壳,并对此多开孔耐压球壳进行了局部强度和屈曲分析。分析结果表明:优化加强结构形式后屈曲失稳压力比完整球壳下降了2.64%,且开孔处的中面应力小于材料的屈服强度,完全满足规范要求。     

铝/钛异种金属旁路分流MIG电弧熔钎焊特性

以1 mm厚6061铝合金与TC4钛合金板为试验材料,进行旁路分流MIG电弧熔钎焊工艺试验,得到均匀美观的焊缝成形.分别采用金相显微镜、扫描电镜、万能拉伸试验机进行研究.结果表明,界面层上方金属间化合物以柱状晶形式存在,呈现短而密集的状态.界面层靠近钛侧易形成AlTi,而界面层靠近铝侧易形成Al₃Ti,TiSi₂等金属间化合物,由于焊接过程中熔池内部温度的变化不均,会使界面层中出现Al₁₁Ti₅过渡相.拉伸试验表明,接头最高抗剪强度达182.6 MPa,约为铝母材的97.6%,断裂发生在铝母材热影响区,断口出现一定量的颈缩.     

大开孔耐压球壳优化设计

针对大开孔耐压球壳,为降低设计变量维数,采用灵敏度分析完成了设计变量的筛选,设计了参数化的大开孔耐压球壳极限强度求解流程,该流程可实现设计变量样本点的自动连续计算,采用响应面模型将试验设计样本点与响应值拟合得到了大开孔耐压球壳近似模型,建立了大开孔耐压球壳多目标设计优化模型,采用第二代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行了该优化问题的求解,采用最小距离法确定了大开孔耐压球壳优化的设计方案,与初始设计方案相比优化设计方案优化结果明显,为大开孔耐压球壳设计提供了参考。     

基于立体视觉焊接变形测量系统标定

应用立体视觉三维测量系统对钢结构上若干待测标志点进行测量,测量前分两步对测量系统参数进行标定.首先应用基于平面模板的方法标定摄像机的固有参数,包括单个摄像机的内部参数和两个摄像机间的位置关系参数.其次使用单位四元数法对摄像机坐标系与设计坐标系之间的位置参数进行标定.为了验证标定结果的准确性,对摄像机内参数标定结果进行了重投影误差估算,重投影误差很小,满足系统测量误差要求.对标定结果进行重建试验,重建结果平均误差小于1 mm,最大误差小于2.5 mm.     

不锈钢旁路分流MIG-TIG双面电弧焊工艺特性

以6 mm厚304不锈钢为试验材料,进行旁路分流MIG-TIG双面电弧焊接工艺试验.试验发现,该工艺不仅可以获得稳定可靠的焊接过程和美观的焊缝成形,还具有显著增加接头熔深、减少焊接缺陷、提高焊接生产率和降低焊接成本等优势,可实现在小电流(110 A)下6 mm厚304不锈钢的可靠连接.相同条件下,旁路分流MIG-TIG双面焊的熔化效率可达60.2%,远高于TIG焊的17.6%和旁路分流MIG焊的43.2%.拉伸试验表明,焊接接头的抗拉强度为776.5 MPa,约为母材强度的95%,接头断裂发生在焊接热影响区而非焊缝处,拉伸断口与受力方向约为45°,且断口表面颜色灰暗,呈典型的剪切型韧性断裂特征.     

二维Stokes波与多块浮冰相互作用数值模拟

该文基于Fluent软件,采用VOF模型中的明渠波浪边界条件,建立生成二维Stokes波浪的数值波浪水槽,并与解析解进行对比验证了生成波浪的准确性。基于此研究二维Stokes波浪与单块浮冰相互作用的特性,分析波浪作用下浮冰的运动和受力特点,以及波浪传播特性。在此基础上,研究二维Stokes波浪与多块浮冰相互作用,将波浪下多块浮冰与单块浮冰的响应进行对比分析,获得多浮冰的耦合效应。     

旋转频率对镁/铝异种金属填充式摩擦点焊接头组织及力学性能的影响

以AZ31镁合金和5A06铝合金为研究对象,采用填充式摩擦点焊技术实现了镁/铝异种金属的有效连接,测试了不同旋转频率下摩擦点焊接头的剪切力,并观察和分析了旋转频率对焊点形貌、界面组织以及元素分布的影响规律.结果表明,随着焊接工具旋转频率的增加,焊点的剪切力先增加后减小,且在2400 r/min附近有最高的剪切力,约为1.9 kN.当旋转频率较低时,镁/铝之间界面反应不充分,无明显的界面层组织,甚至存在"未焊合"区.当旋转频率较高时,镁/铝间形成的界面层较厚(约5μm),界面组织明显,界面结合良好.     

旁路分流MIG电弧熔钎焊接镁/钢异种金属接头特性

以AZ31镁合金与Q235镀锌钢板为研究对象,进行旁路分流MIG电弧熔钎焊接工艺试验,在获得稳定可靠的焊接过程和美观的焊缝成形的同时,实现了镁/钢异种金属的可靠连接.同时采用金相显微镜,高速摄像机和拉伸试验机对焊接接头的组织、熔滴过渡过程以及力学性能进行观察与分析.结果表明,焊接过程中熔滴的排斥过渡增加了熔滴过渡的时间,使得熔滴润湿铺展更为均匀,且保证了界面层元素的充分结合.拉伸试验表明,焊接接头的抗拉强度达133 MPa,约为母材强度的70%,接头断裂发生在镁合金焊缝处,呈韧性断裂的形貌特征.     

单电源交流双钨极氩弧焊接铝合金工艺机理分析

以6061铝合金为研究对象,进行单电源交流双钨极氩弧焊接工艺试验.采用金相显微镜、CCD摄像头、电流检测系统对焊接接头的组织、电弧形态以及电流变化过程进行观察与检测分析.结果表明,大电流下双钨极可获得均匀美观的铝合金焊缝成形,但钨极串行优于钨极并行.电弧电流检测显示焊接过程中流经两个TIG焊枪的电流大小呈现非均匀分配形式,单电源单钨极电流密度沿着焊接方向呈现单峰分布而双钨极非单峰分布.在电弧作用区域双钨极耦合电弧的电流密度值要小于单钨极.另外双钨极能扩展耦合电弧的弧根,增加熔池受热面积,在保证焊缝成形的同时提高焊接效率.