走滑断层作用下跨断层隧洞破坏机理研究

中国西部地区断层带分布广泛,使得西部地区隧洞建造过程中不可避免穿越活动断层。为研究不同因素对隧洞衬砌结构的影响,根据滇中引水工程香炉山引水隧洞穿越断层的活动形式,采用数值模拟方法模拟不同工况下走滑断层错动引发的隧洞衬砌变形及受力,由此得到断层错动量、断层带宽度、断层带围岩强度及断层倾角这4个主要因素对衬砌结构的影响程度。结果表明:(1)断层错动量、断层带宽度、断层带围岩强度及断层倾角4个因素对衬砌影响的程度依次减弱。(2)隧洞衬砌在走滑断层错动作用下的变形模式呈"Z"字形分布。(3)断层破碎带范围内的剪力较大,衬砌弯矩分布沿隧洞纵向方向呈中心对称,在断层界限处达到弯矩最大值,衬砌中点的弯矩为0。(4)位于断层带处的隧洞衬砌洞顶及洞底应力分布受敏感参数影响的变化较大,隧洞衬砌两端的压应力较小;左右拱腰的纵向应力沿衬砌中间截面迹线呈对称分布,最大压应力出现在断层界限处,因此断层界限应该成为隧洞抗错断的控制重点。     

河流连通性综合评价方法研究

保障河流连通性是生态系统保护与修复的一项重要举措,为推进我国江河湖库水系连通工作,亟需加强河流连通性评价的理论方法研究。基于河流生态系统四维结构和功能整体模型,构建了河流连通性综合评价方法;通过梳理国内外河流连通性评价的研究和实践,从4个维度凝练了构建河流连通性指数的5个评价指标,包括破碎度指数、库容调节系数、水资源利用消耗率、路网密度和城市夜间灯光指数;通过综合分析各个指标的阈值和权重,建立了河流连通性指数计算方法、综合评价方法及评价依据。研究成果进一步完善了河流连通性评价的理论方法,为河流连通性评价提供了一种新的思路,可为河流生态系统保护与修复提供参考。     

超细聚乙烯醇缩甲醛纤维结构与性能的研究

采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、偏光显微镜、差示扫描量热仪(DSC)、电子强伸仪等研究了超细聚乙烯醇缩甲醛(SF-PVFM)纤维的形态结构、结晶度、热性能和力学性能等,并与普通聚乙烯醇缩甲醛(PVFM)纤维和高强高模聚乙烯醇(HTHM-PVA)纤维的结构与性能进行对比。结果表明:3种纤维中,HTHM-PVA纤维具有最规整的聚集态结构和最佳的力学性能。SF-PVFM纤维与PVFM纤维截面结构均致密无明显孔洞,但SF-PVFM纤维具有较高的结晶度和较好的性能,其结晶度为64.6%(XRD法),熔融温度为226.4℃,断裂强度为7.1 cN/dtex,模量为1 10 cN/dtex,断裂伸长率为10.7%。     

面向压力钢管维护作业的爬壁机器人焊接运动轨迹研究

介绍一款面向压力钢管维护作业的爬壁机器人,对其运动学特性进行分析。介绍机器人的机械结构和控制系统,然后采用D-H参数法建立机器人运动学模型,构造运动学正解方程,并采用Robotic Toolboox对机器人正逆运动学方程进行求解,在线显示机器人三维仿真图像,分析各关节的位移、速度及加速度曲线,并对机器人末端轨迹进行规划,从而验证了机器人结构的合理性。     

阻燃维纶的结构与性能及其发展趋势

维纶纤维是由PVA的水溶液经湿法纺丝,再和甲醛缩合而制成的一种合成纤维。其性能优异,特别是采用加硼湿法纺丝所得的维纶,强度高（大于7.0cN(dtex)-1）,模量高,耐腐蚀性强。阻燃维纶兼具高强高模和阻燃,性能优异,应用范围广。为此,系统地介绍了维氯纶、CY841阻燃维纶、高强溴/锑复合阻燃维纶和高强无卤阻燃维纶这四种阻燃维纶的结构与性能,通过X射线衍射、扫描电镜、光学显微镜、极限氧指数等表征手段对比了这四种纤维的优缺点,并分析了阻燃维纶的发展趋势及应用前景。     

高压多分裂输电线路自主巡检机器人及其应用

介绍了一种沿(超)高压多分裂输电线路行驶的自主巡检机器人,包括自主巡检机器人本体、地面基站、巡检后台管理系统.机器人机械结构的设计针对多分裂线路特色的障碍物如均压环、间隔棒的结构特点以及线路受到多种作用力后复杂变形的几何特点完成,使得机器人能顺利通过各种障碍物,完成线路的全程自主巡检.通过介绍本系统的关键技术:移动机器人机构、控制系统设计、基于电磁导航与机器视觉的自主巡检系统,给出自主巡检机器人的一个典型实例.不同环境下的现场运行试验表明,该巡检机器人系统正确、实用.     

沿输电线路地线行驶巡检机器人定位方法

针对作者所在团队研制的沿输电线路地线行驶的巡检机器人,分别提出了基于倾角传感器、GPS和线路先验信息模型GIS的全局环境定位方法和基于行走轮编码器及其打滑识别、机器视觉、超声波测距传感器和霍尔接近传感器的局部环境定位方法,给出了机器人定位的相关模型或算法.经现场线路试验研究表明,该方法行之有效.     

输电线路感应取电电源装置的研究与开发

针对高压输电线路上能耗较大而体积重量要求严格的设备或需要在线快速充电的设备的能量补给问题,提出了一种以蓄电池为储能单元的感应取电电源装置方案.理论分析和实验研究表明:在相同材料的铁芯下,最大取电功率与铁芯截面积、输电导线电流成正比;在相同材料的铁芯和相同的电池电压下,最优次级绕组匝数与铁芯截面积成反比.开发了一种相对独立的、用于输电导线移动或固定设备电能补给的可开合式感应取电电源装置,并在作者研制的巡线机器人上得到了成功应用;最后给出了感应取电电源装置现场运行的实验结果,证明了该方案在实际运用中的稳定性、可靠性和有效性.     

一种滚动密封式爬壁机器人动力学建模与分析

介绍了一种滚动密封式爬壁机器人,分析了其密封与运动机理。提出了一种多履带协调运动的爬壁机器人动力学建模方法,推导出该机器人直线运动及转向动力学方程。建立了直线运动及转向时履带牵引力与机器人姿态角之间的关系,分别计算出采用滑动密封和滚动密封方式的机器人在运动过程中的摩擦阻力并进行了比较分析。仿真和样机实验表明该爬壁机器人可沿壁面行走与越障,具有摩擦阻力小、负载能力大及对壁面适应性强等特点。     

低压补汽对船用双缸汽轮机功率分配的影响研究

针对船用汽轮机在低工况运行时低压缸功率较低这一情况,参考燃-蒸联合循环机组和工业汽轮机的补汽技术,提出高低压连通管补汽方案并进行热力计算和数值模拟,根据计算结果设计试验,验证低压补汽方案的准确性和可行性。试验结果证明:低压补汽可以根据补汽管径的尺寸和调节阀的开度实现较大范围功率比调节,提升了低工况时低压缸的做功能力;试验过程中机组稳定运行,补汽对机组运行无其他关联影响;采用合理的补汽汽源,动力系统效率将会提升,但设备安装布置也更复杂。