基于反演参数的采空区坡沿隆起治理研究

针对采空区煤层开挖导致的边坡坡沿工业场地隆起及其上建筑物开裂的实际工程问题,提出了开钻应力解除孔的治理措施和合理的钻孔方案。基于采空区坡沿的测斜孔监测资料,采用FLAC3D数值模拟与BP神经网络、遗传算法相结合的位移反分析方法,对采空区的岩体力学参数进行了反演。利用反演得到的力学参数,模拟煤层开挖与钻孔的过程,经对比研究,提出了合理的钻孔方案。最后应用该方案有效地降低了坡沿场地的隆起,减轻了风机房的开裂变形,保证了后续煤层开采工作的顺利进行。     

基于响应面法的边坡稳定性预测

为对离子型稀土矿原地浸矿边坡稳定性进行预测,首先结合离子型稀土矿原地浸矿边坡特征,分别选取表土层和全风化矿层的重度、黏聚力、内摩擦角以及原地浸矿注液强度等7个因素进行正交实验.其次利用响应面法原理对正交实验结果进行分析,建立离子型稀土矿原地浸矿边坡稳定性分析模型,并将该模型应用与某稀土边坡实例,结果该模型对离子型稀土矿原地浸矿边坡稳定性预测精度高,且符合工程实例,说明了响应面法可应用于离子型稀土矿原地浸矿边坡稳定性分析.     

结构可靠度分析的响应面法和随机响应面法的比较

从拟合功能函数方法、计算精度与效率、收敛性等方面对响应面法和随机响应面法进行了系统地分析.算例表明:与响应面法相比,随机响应面法实现了真正意义上的非侵入式分析.响应面法采用二次多项式响应面函数仅仅在验算点附近能较好地拟合真实功能函数,而随机响应面法采用高阶Hermite随机多项式,能在整个空间上很好地拟合真实功能函数.当随机变量个数较少时,随机响应面法的计算精度和效率均优于响应面法.并且随机响应面法可进行自身的收敛性分析,确定最优阶次的计算结果作为精确解,其收敛性也优于响应面法.     

基于响应面法的鱼类养殖优化研究

正乌伦古湖总面积1035平方公里,是全国十大内陆淡水湖泊之一,湖区水源补充来自乌伦古河和我国唯一一条注入北冰洋的河流—额尔齐斯河,因此乌伦古湖兼有两大河流二十余种土著名特优冷水性鱼类和亚冷水性鱼类,是我国重要的淡水鱼类种质资源库。其中的白斑狗鱼、梭鲈、河鲈、丁鱼岁、额河银鲫等经济鱼种为我国新疆所独有,是目前市场迫切需要的增养殖品种;是适应人们对现有水产品品质提高、口感改进、肉质改善及规格适度要求的淡水鱼。项目的实施,对创新增养殖方式,增加名优养殖品种,推动渔业企业技术进步,构建产业化经营格局有很强的辐射作用。渔业是大农业的重要组成部分,是农民增收的重要途径,项目     

基于双维量化法的坡面径流强度指数计算

依据甘肃省公路三级自然区划部分研究成果,在用德尔斐法构建评估体系中评价指标的基础上,以专家评分的方式,设计了两个供专家评价的变量,即等级评分变量和重要性秩次变量,并以二者的比值作为评价指标的权重系数,算出了甘肃公路水文区划坡面径流强度指数.     

基于响应面法的车内噪声分析与优化

利用Hypermesh建立某车声固耦合模型,在发动机激励下对车内噪声进行预测分析.利用板件贡献度分析得出峰值频率下贡献度大的板件,将其厚度作为设计变量.通过拉丁超立方试验设计,构造出质量和峰值频率下声压响应的响应面模型;通过Hammersley抽样对构造出的响应面进行误差分析,选出最优响应面模型.根据最优响应面模型以质量最小为目标,峰值声压、车身弯曲刚度和扭转刚度为约束条件进行遗传算法优化,并通过有限元模型验证了优化结果以及响应面法对提高车身优化效率的有效性,车内噪声得到控制.     

基于自适应响应面法的车身结构轻量化设计

依据现代设计理论和方法,对在承受顶部加压工况下的乘用车的车身结构进行轻量化设计。在车身结构轻量化设计过程中,采用正交实验设计进行样本取样,根据所得样本数据,利用移动最小二乘法构建回归模型,同时为了避免传统响应面法完全依赖于最开始选定的实验点的问题,而选取自适应响应面法为优化手段。利用HyperStudy软件进行优化求解,得到优化后的部件厚度分别为2.0、1.2、1.7、0.5 mm。通过验证,在保证车身顶部安全性能不损失的前提下,使得部件总质量降低了2.23%。     

基于LS-SVM响应面法的基坑支护结构优化设计

由于受安全性和经济性的双重指标要求,基坑支护结构优化设计一直是基坑工程中的研究重点之一.本文结合均匀试验设计(UD)和粒子群算法优化的最小二乘支持向量机(PSOLSSVM),提出了一种基于LS-SVM响应面法的基坑支护结构优化设计方法.其中,以工程量为优化目标,以安全系数作为约束条件,首先通过UD和有限元计算高效构造学习样本,然后利用PSO-LSSVM模型的高度非线性映射能力建立学习样本响应面,并预测由Monte-Carlo模拟生成的多组随机样本结果,最后从中筛选满足全部约束条件的且目标函数值最小的样本作为优化设计最优解.通过算例分析表明,该方法优化效果明显,且具有较好的效率和精度.     

基于响应面法的桥梁地震易损性分析研究

文章考虑地震地面运动和结构本身的物理不确定性,以中心复合设计法建立地震动-桥梁结构试验样本对,对系统样本模型进行非线性时程分析,通过数值方法建立以柱端转角延性为输出的响应面模型,在此基础上采用蒙特卡罗模拟获得结构的易损性曲线。算例表明,所建立的高精度响应面模型可以替代需要进行复杂非线性计算的结构模型,且计算量少、结果可靠,有效地提高了易损性分析作为一种震害评估手段的时效性和前瞻性,具有实际工程应用价值。     

基于极值响应面法的柔性机构可靠性优化设计

为建立柔性机构可靠性优化设计的理论与方法.用传统方法进行柔性机构截面尺寸的初步设计,将模态综合法与柔性多体系统动力学相结合,建立柔性机构拉格朗日形式的动力学微分方程,用蒙特卡罗法抽取柔性机构输入参数随机样本,并对每个样本求解动力学微分方程,得到对应的位移、速度、加速度在分析时域内的响应,在此基础上求出对应的动态应力和挠度响应.将不同输入样本对应的应力和变形输出响应在分析时域内的最大值的全体作为新的输出(极值)响应,构造极值响应面函数.以材料密度、弹性模量、许用刚度、强度和构件截面尺寸为随机变量,以构件尺寸为设计变量,以机构质量为目标函数,以设计变量表示的可靠性指标为约束函数,对柔性机构进行可靠性优化设计.实例计算表明,该设计方法在满足可靠性要求的情况下使得机构的质量最小.     

基于样本累积响应面法的防波堤可靠度分析

针对传统响应面法中每次迭代均在当前验算点附近抽取新的样本构造响应面,而摒弃之前所有样本信息导致计算效率较差的不足,提出了响应面构造的改进方法—样本累积法。采用新样本和本次迭代以前所有的样本一起来构造响应面,从而最大程度地利用已有样本点的信息,避免了可靠度迭代陷入局部极值或往复震荡难以收敛的问题,提高了计算效率。如果仅选择离极限状态曲面较近的样本点参与累积和响应面的构造,可以进一步提高计算效率。通过算例验证了样本累积法的准确性和计算效率。最后采用改进方法分析了某核电工程防波堤的稳定可靠性,结果表明:地震荷载作用下,防波堤有一定的失效概率;当开山石堤身底部有淤泥夹层,结构的失效概率会变得很大,这种情况对核电工程的正常运行是非常不利的,值得工程人员重视。     

基于响应面法的地埋管换热器优化设计

通过对响应面法进行详细介绍,并确定影响地埋管换热器传热效果的主要因素,然后运用响应面法确立了合理的试验因素,选出合适的试验设计方法,确定了合理的试验方案,对地埋管换热器进行了优化设计,与工程设计相比较其传热效果得到了提升.     

新景煤矿15011工作面采空区高温点范围确定

及时准确的判定工作面采空区高温点范围,对于矿井经济有效的采取有针对性的措施以及火灾、瓦斯爆炸等事故防治具有重要意义。新景煤矿15号煤层为Ⅱ类自燃倾向煤层,工作面次级褶曲构造发育,回采过程中受构造等影响推进缓慢时,易发生煤层自燃。根据现场实际情况结合理论分析,确定了15011工作面高温区域范围,为矿井下一步采取措施提供了理论指导,并为相似条件下采空区高温点确定提供一定的借鉴。     

基于响应面法的汽车接插件翘曲变形优化

为减少汽车接插件在注塑成型过程中出现翘曲变形问题,以某汽车接插件为研究对象,选取模具温度、熔体温度和保压压力为响应面影响因素,以塑件的翘曲变形值为响应目标,运用响应面法Box-Behnken设计试验方案. 利用Design-Expert软件分析试验结果,建立响应面响因素与响应值之间的二阶响应面模型,获得最佳工艺参数组合为:模具温度为50 ℃、熔体温度为280 ℃、保压压力为60 MPa. 试验结果表明,采用该工艺组合生产的注塑件翘曲变形值下降21.26%,符合预期要求.     

基于响应面法的汽车侧碰安全性优化

为解决某轿车不满足侧面碰撞(侧碰)法规要求的问题,采用有限元模拟与实车碰撞相结合的方法研究其侧碰安全性能.首先在试验验证的基础上建立其侧碰仿真模型,并进行传力路径和假人胸部压缩量灵敏度的综合分析,筛选对侧碰安全性影响程度较大的零部件;其次采用拉丁超立方实验设计方法建立响应面近似模型,以关键部件的材料和厚度作为设计变量、以B柱入侵量等为约束条件、以假人胸部压缩量峰值和设计变量总质量为目标函数进行多目标优化;最后对优化方案进行了侧碰仿真分析,确定了不增加车重条件下轿车最优的材料及厚度匹配方案,并对该优化方案进行实车的侧碰试验以验证其合理性.研究结果表明:通过碰撞仿真分析及多目标优化方法,对车身关键零部件的材料及厚度进行优化匹配,达到控制车身重量并提高碰撞安全性的目的.     

基于响应面法的钢箱梁桥有限元模型修正

对桥梁有限元模型进行修正,对于提高有限元模型精度具有重要的意义。作者基于实测模态数据,以频率残差作为目标函数,采用中心差分法进行灵敏度分析得到待修正参数,采用正交试验数据拟合得到相应的响应面方程,最后采用遗传算法对响应面方程进行了优化求解。计算结果表明,经过修正后的有限元模型精度显著提高,基于响应面法的有限元模型修正具有思路清晰、求解效率高、精度高等优点。     

煤矿采空区EH4电磁法勘查试验

煤矿采空区对人类生产和生活危害巨大,对采空区的勘查已成为重要的研究课题。首先介绍了EH4电磁法的工作原理,并利用其轻便灵活、受地形和场地限制小以及分辨率较高的特点,将其应用到煤矿采空区探测中;然后通过在3个矿区进行的试验实例,分析EH4观测系统的抗干扰能力,探寻其在单层和多层煤矿采空区勘查方面的效果,研究总结采空区的异常特征并得出结论。试验结果表明:在没有强电磁干扰地区,EH4电磁法探测煤矿采空区可以取得较好的效果;且当多个煤层的采空区相互叠加时,如果煤层间具有一定的距离,可区分出各煤层的采空区。     

瞬变电磁法在煤矿采空区的应用研究

介绍了瞬变电磁法探测采空区的基本原理.对煤矿采空区傲了正演模型,得出的异常响应对实际的资料解释有很大的指导意义.根据采空区的地球物理特征,通过分析多道电压感应剖面图和视电阻率拟断面图,可以准确的探测出采空区的位置.以山西灵石采空区为例介绍了瞬变电磁技术在煤矿采空区的应用及取得良好的效果.     

瞬变电磁法探测煤矿采空区的应用研究

通过山西某煤矿采空区的瞬变电磁探测应用实例,分析总结了已知采空区不同工作频率瞬变电磁异常特征,指出了关断效应、延时效应、体积效应对瞬变电磁法应用效果的影响及解决方法;总结了煤矿采空区瞬变电磁探测的一般方法、工作程序,强调了方法和有效性试验的重要性;说明了瞬变电磁法探测煤矿采空区实用性和有效性;为今后煤矿采空区探测提供了一定的借鉴经验。     

坡面土壤侵蚀响应机制及其水动力学特征研究进展

坡面是土壤侵蚀的主要发生区。概述了坡面土壤侵蚀发生与土壤性质、降雨、植被、地形、水土保持措施等指标间的响应机制和坡面水动力学参数及机理研究进展;分析表明,坡面土壤侵蚀是一个十分复杂的过程,不仅受土壤内部因素如土壤均质程度、土壤质地、土壤含水量等的影响,还与外部条件如降雨、植被、地形、水土保持工程等紧密相关。但是,现行的土壤侵蚀研究体系并不完善,需要对土壤侵蚀各影响因素之间的相互作用关系和动力学物理机制进一步明确和深入认知。