[数据驱动的智能服务]面向大规模个性化的交互式云制造模式

结合云制造以及大规模个性化的特点，分析大规模个性化的应用发展以及阐述用户需求的现状，提出了一种面向大规模个性化的交互式云模式。设计了云环境下大规模个性化智能交互过程以及需求交互转换过程模型；建立了大规模个性化的交互式云体系架构以及工作流程；进行交互式云平台搭建，以实现用户定制需求的个性化、大规模、低成本的快速提供与生产。以汽车定制为例，对需求分析及转换过程进行论述，验证了该平台的可行性和有效性。     

关于在规范中增加“横向三支臂”弧形闸门的建议

“横向三支臂”弧形闸门作为一种新型闸门形式在水电工程中已得到应用，系统总结了“横向三支臂”弧形闸门在科研和生产中的相关成果和新的经验，包括：闸门结构特点，基于优化思想的布置准则及其数值算例验证，工程应用中闸门的静力性能，基于水弹性模型试验的闸门的动力特性和流激振动响应特性，闸门的制造、安装工艺及实际运行情况等，指出了这种闸门技术的先进性。提出了钢闸门设计规范中关于“横向三支臂”弧形闸门具体的修订建议，以推动我国钢闸门设计规范内容的进一步完善，促进这种对泄洪消能具有独特优势闸门的推广应用。     

基于云制造的辅助化设计的应用研究

机械产品越来越趋向于复杂化,对于设计和生产都提出了高精度的要求。传统的设计方法和模式难以满足新产品需要,制约了机械企业的信息化发展进程。依托私有云实验平台将现代辅助设计软件应用到云制造中,结合现代设计、制造方法提出产品的模块化设计和辅助化设计流程图。通过平台软件的规模试用和具体的应用案例验证了云制造实验平台的稳定性和可操作性。     

基于因子分析定权的水资源承载力评价模型

在对石羊河流域水资源特征及其开发利用等对承载力影响的主要因素分析基础上,应用因子分析定权法对石羊河流域水资源承载力进行了评价。结果表明:石羊河流域水资源开发利用已有相当的规模,进一步开发利用的潜力很小;在石羊河流域的5个评价区域中,天祝县、鼓浪县水资源利用程度较低、发展规模较小,水资源承载力状况较好;凉州区、民勤县和金昌市水资源开发已接近饱和,承载力相当脆弱。     

基于Isight-MSC.Patran/Nastran联合仿真的弧形闸门动力模型修正

为了获得精确的弧形闸门动力有限元模型,提出一种基于Isight-MSC. Patran/Nastran联合仿真与特征灵敏度优化相结合的快速建模方法。主要思路是在保证弧形闸门几何特征及动力特性一致情况下,通过软件联合调用实现质量重分布,以此得到相应的动力有限元模型。首先利用摄动法建立弧形闸门主框架目标模型,通过特征灵敏度优化方法迭代逼近,证明了该方法的有效性,进而通过与现有参数优化方法对比,说明了该方法在保证最小改变量的情况下,能够获取更为精确的有限元动力分析模型。在此基础上根据弧形闸门完全水弹性模型实测数据建立了相应的动力有限元模型,实例计算表明该方法只需较少的迭代步骤就可以实现精确建模。     

基于构件协同工作的平面钢闸门主梁最优梁高研究

关于水工平面钢闸门主梁梁高的选取问题,规范未给出通用的取值范围,在工程中多以未考虑主梁与其他构件协同工作的理论求解公式为参考。在满足稳定性要求、考虑面板及隔板等构件与主梁协同工作的条件下,采用有限元分析理论,建立平面钢闸门空间有限元模型,计算分析主梁的强度和刚度的变化规律,给出合理的平面钢闸门主梁的最优梁高。结果表明:在考虑各构件协同工作时的主梁受力更贴合实际情况;在最小梁高与经济梁高之间存在最优梁高,与最小梁高的比值约为1. 038,与理论公式计算的最优梁高相比,可使主梁翼缘、腹板等构件的应力减小,在此梁高下可使主梁工作性能发挥到最优。计算结果可为平面钢闸门梁高的设计提供参考。     

弧底梯形明渠临界水深的直接计算公式

弧底梯形渠道是由底部圆弧段与上部梯形段边坡相切组成的几何断面,其临界水深方程为超越方程及高次方程不容易直接求解。该文首先引入判定水深位置的分界流量,并对其临界水深方程进行数学变换,根据迭代理论提出了无量纲水深及无量纲水面宽度的快速迭代公式,进而得到弧底梯形明渠临界水深的直接计算公式。误差分析及实例计算表明：在全部水深范围内,临界水深的最大相对误差小于0.122%,公式形式简单,计算精度高,便于工程应用。     

基于曲梁理论的弧形钢闸门纵向主梁正应力计算

弧形钢闸门纵向主梁实为曲梁,其截面正应力仍沿用直梁理论进行计算。本文从曲梁挠曲线微分方程出发提出了一种基于曲梁理论的计算方法。通过对应力计算中结构特征系数公式的推导,提出了弧门箱形截面纵向主梁偏心距e的计算方法,分析了曲率对曲梁截面弯曲正应力分布的影响,并对曲梁理论和直梁理论计算结果进行详尽的误差分析。分别运用曲梁理论及直梁理论对工程实例进行计算,直梁理论相对有限元方法计算结果的误差达到14.23%,而曲梁理论相对有限元方法计算结果的误差仅为2.23%,可见基于曲梁理论的计算精度显著优于直梁理论,采用基于曲梁理论的计算方法更加安全可靠。本文方法可为相关工程设计提供参考和理论依据。     

基于合理布置的三支臂弧门主框架优化设计

为了获得三支臂表孔弧门主框架的全局最优尺寸,提出一种基于合理结构布置的三支臂表孔弧门主框架优化设计方法.以三支臂表孔弧门的主纵梁在支承处横截面的转角为零为布置原则,通过力学分析得到弧门主框架合理的布置形式;在此基础上,以框架重量最小为目标,并考虑强度、刚度、稳定性等约束条件,建立弧门主框架的优化模型;应用序列二次规划(SQP)算法对优化模型进行求解.结果表明：考虑弧门主框架合理结构布置的优化设计可有效减轻弧门主框架自重,并能改善框架内力分布,从而取得比以往仅考虑尺寸优化更加合理的弧门结构形式,提高经济效益,可为三支臂表孔弧门的设计提供参考.     

高水头闸门止水材料超弹性与黏弹性本构研究

首先针对闸门止水橡胶的超弹性能对其数值分析起决定性作用.根据止水橡胶单双轴拉伸和纯剪切实验,得到了其名义应力应变曲线;对通用的橡胶本构模型进行了系统的对比与分析,给出了在实验数据齐全和不全情况下,止水橡胶数值仿真最优本构模型;其次采用不同的橡胶黏弹性本构模型,通过对某超高坝底孔闸门止水有限元计算,得出止水应力松弛失效时间,通过与闸门实际运行资料对比,得出burgers本构模型是最合理的;改变了以往设计阶段采用标准线性固体模型来预测止水失效时间的做法。该研究为止水的生产设计提供了系统的参考,具有较高的理论意义与实用价值。