速度矢量坐标系下水下机器人动态避障方法

针对水下机器人能力有限问题设计了一种适应水下机器人能力的动态避障方法.以水下机器人对运动障碍物的相对速度信息建立速度矢量坐标系,在坐标系内,根据水下机器人速度矢量和障碍物速度矢量的相互关系以及水下机器人的能力,确定理论上能够避开障碍物的期望速度解集,然后按照满足碰撞时间条件的最小转艏避障原则求解水下机器人最优期望速度的大小和方向,使水下机器人能够以相对小的代价安全避开动态障碍物.仿真研究验证了此规划方法对躲避动态障碍物的有效性,该研究大幅度提高了水下机器人的智能水平.     

冷弯薄壁卷边槽钢的畸变屈曲荷载简化计算

以理论研究成果为基础,结合应用有限条屈曲分析程序,对冷弯薄壁卷边槽钢在偏心受压和纯弯曲下的弹性畸变屈曲荷载进行了分析.基于对轴心受压和纯弯曲两种极端荷载情况下畸变屈曲荷载的参数分析,提出了屈曲临界半波长度和考虑翼缘自身剪切与畸变影响的修正参数的近似计算公式;对腹板提供给翼缘板的转动约束刚度进行了讨论,提出了精度较高的线性计算公式;利用以上结果,提出了确定冷弯薄壁卷边槽钢在偏心受压和纯弯曲下的弹性畸变屈曲荷载简化公式.比较研究表明,简化公式具有足够的精度,便于手算,实用性强,可供工程设计人员和各国冷弯薄壁型钢设计规范修订相应内容时参考.     

柔性桩复合地基有效桩长的简化计算方法

在进行柔性桩复合地基承载力计算中,如何确定复合地基的有效桩长,一直是工程实践中极为关注的问题。本文在分析柔性桩桩顶沉降和桩侧变形的基础上,根据桩土之间的位移协调原理,推导出了柔性桩复合地基有效桩长的简化计算方法。按照工程实例提出的设计长度及不同分析方法的计算,得到了较为一致的结果。     

大机组可倾瓦轴承最小油膜厚计算方法的探讨

本文用矢量法推导出可倾瓦轴承油膜厚度的表达式,找出了可倾瓦轴承最小油膜厚度的位置,分析了影响最小油膜厚度的因素.     

钢板梁面内极限荷载的简化计算方法

根据板梁在腹板平面内荷载作用下的工作，拟定板梁弯曲、剪切位移及腹板面外翘曲函数，考虑几何非线性、腹板初始曲度及横向加劲肋的面外弯曲刚度，由势能驻值原理建立板粱的平衡方程。本文提出了消除内外剪力不平衡的方法，用修正的Ｎｅｗｔｏｎ—Ｒａｐｈｓｏｎ法及增量荷载迭代求解。文中计算了两片试验梁的荷载─—挠度曲线及极限荷载，与实测结果接近。     

点接触式密肋复合墙体抗震性能及承载力计算方法

为了研究密肋复合墙结构多道防线工作机理,提出了RC框格与X型填充砌块、墙板与外框架在角点处连接的点接触式密肋复合墙体,并对其抗震性能进行了试验研究.通过对试验结果进行分析,探讨了墙体的主要破坏形态和破坏过程,研究了墙体的滞回特性、承载力和耗能能力等抗震性能,并与标准墙板试验结果进行了对比,同时对墙板中钢筋应变进行了分析,提出了点接触密肋复合墙体承载力计算公式.结果表明,点接触式墙体与标准墙体相比其承载力和耗能性能略差,但由于墙体各道防线之间的地震作用传递途径和分配关系相对明确,不同阶段的墙体计算模型比较简单,可以通过对各阶段的精确分析计算实现密肋复合墙结构的控制设计,且各道防线之间的分离更易于结构构件的震后修复和更换.     

单跨混凝土曲线梁桥地震反应简化计算方法

曲线梁桥兼具建筑美学以及能很好地适应地形、地物限制条件的优点,在国内外城市高架桥梁、立交工程及高等级公路中得到了广泛应用.然而,历次破坏性地震中,曲线梁桥屡有出现严重震害甚至垮塌的现象,表明其抗震设计问题迄今未得到很好的解决.本文以公路单跨混凝土曲线梁桥为研究对象,建立基准有限元模型,通过参数分析,系统研究了曲率半径、跨宽比、跨高比和跨径等主要设计参数对单跨曲线梁桥地震反应的影响规律,进而给出单跨曲线梁桥可采用“以直代曲”方法进行地震反应简化计算的条件,并提出适用于不规则单跨曲线梁桥地震反应的简化计算方法.     

结构--土相互作用体系地震作用简化计算方法

首先建立了结构-土相互作用体系的运动方程,给出了等效体系的频率和阻尼比与基础固定结构与地基土的频率和阻尼比之间的关系式.由于新规范的地震影响系数α的取值一般要求阻尼比在0.01～0.2之间,考虑结构-土相互作用后体系的频率会减小,阻尼比可能会超出范围,因此在求α时必须用结构-土相互作用体系的频率和阻尼比,并且用阻尼比影响因子Ba进行修正,在求得总地震作用后再根据底部剪力法得到各质点的地震作用取值,并通过实例说明该方法的应用.     

冷弯型钢组合墙体抗剪承载力简化计算方法研究

对组合墙体抵抗水平剪力的受力机理进行了分析研究,在借鉴传统木结构房屋组合墙体抗剪承载力设计方法的基础上,分别用整体分析方法和剪力流分析方法对组合墙体上自攻螺钉受力进行分析,推导了单个自攻螺钉抗剪承载力与组合墙体抗剪承载力之间的关系,提出了冷弯型钢组合墙体的抗剪承载力计算公式及建议.并将本文公式计算结果与试验结果进行比较分析.结果表明:两种简化分析方法的计算结果均小于由组合墙体抗剪试验结果反算得到的抗剪承载力设计值,简化公式计算结果偏于安全,且剪力流分析方法较整体分析方法更为简便.本文提出的冷弯型钢组合墙体抗剪承载力计算公式,计算结果安全合理,计算过程简单实用,可供实际工程设计参考.     

按转子磁场定向的异步电机无速度传感器矢量控制系统

设计了一种新颖的无速度传感器的矢量控制系统.该系统采用转子磁场定向,实现磁链与转矩的解耦控制;利用PI自适应控制的原理,对转子磁链在q轴的分量采用比例积分自适应控制机制,获取速度信号,实现速度闭环控制.实验结果表明,该方法实用简单且具有比较良好的性能.     

粗糙软接触润滑的摩擦因数

以刚性球在PDMS圆盘上运动为背景,建立了润滑条件下的软接触数学模型,通过数据处理将接触表面粗糙度的测量结果耦合到数学模型中,并根据接触时不同润滑区域的特点,提出了整体名义接触区域的摩擦因数计算模型,利用现有实验数据验证了模型的有效性。在不同润滑条件下计算并分析表面粗糙度在软接触中的作用。当润滑油的卷吸速度与黏度的乘积(μη)值较低时,流动的润滑油与微凸体间的相互作用产生的压力增量使摩擦因数显著增加。     

Measurement of friction coefficient in aluminum sheet warm forming

Aluminum alloy sheets are used more and more to manufacture auto panels. Because the friction behavior is very complicated, it is necessary to study the friction during the aluminum sheet warm forming process. The author has designed a new probe sensor based on an online tribotest method which directly measures friction coefficient in the forming process. Experiments of cup drawing have been conducted and the friction coefficients under different forming conditions have been measured. The results indicate that the forming parameters, such as forming temperature, blankholding force and lubrication status have great effect upon the friction coefficient.     

点的运动的一种矢量分析法

用矢量分析法分析了点在定坐标系和动坐标系下的运动方程，速度和加速度的关系，确定了动点运动规律的统一表达式并进行了讨论，得到了刚体上的点的运动与刚体运动的关系。     

有效应力迭代算法计算桩基负摩擦力

采用有效应力迭代算法来确定中性点的位置和计算下拉荷载值,并通过一个实例来说明迭代试算的过程。通过对试算结果与实测结果的对比,说明有效应力迭代算法是一种简单实用的方法,可用于指导桩基础的设计。有效应力法计算出的轴力与实测值在中性点以上也存在着差异,原因在于有效应力迭代算法所假定的单位面积上的负摩擦力与实际情况存在差异。     

均布荷载作用下复合墙板的简化计算方法

为了研究混凝土灌芯玻璃纤维增强石膏墙板(简称复合墙板)在水平均布荷载作用下的内力发展过程和受力体系的演变过程,根据复合墙板的组成特点,建立了简化计算模型。因框架与石膏墙板从开始受力、开裂、塑性变形到达极限承载力的过程,实质上是石膏板与混凝土框架的刚度不断衰减的过程;在这个过程中二者的变形是协调的,可以确定各阶段框架、石膏板的刚度,给出了复合墙板在水平均布荷载作用下的各种受力破坏途径、内力计算的简化公式及计算流程图。最后对理论计算与实验结果进行了对比分析,结果表明:提出的计算公式与实验结果吻合较好。     

延伸渐开线点啮合圆柱蜗杆传动的接触点方程

运用啮合原理，共轭曲面的理论，建立了变径延伸渐开线点啮合圆柱蜗杆传动中的蜗杆及蜗轮方面的方程，并分析求解接触点方程。     

深层开挖条件下自平衡试桩法上段桩承载力损失简化计算方法

针对在深层开挖条件下进行自平衡法试桩时,通过采取有效措施消除开挖段的侧摩阻力影响后,由于深层覆土开挖卸荷导致工程桩桩周土体围压减小,从而导致荷载箱上段桩抗拔承载力降低这一问题,通过借鉴目前在抗拔桩方面已有的相关分析方法、负摩阻力、基底附加应力以及相关土力学基础理论,提出了基于Mindlin解的简化分析方法以及负摩阻力-附加应力法两种简化分析方法,并以北京某地铁车站中间柱下桩为例,分别估算深层开挖土体卸荷引起的上段桩承载力的损失值。两种方法所得出的估算值存在较大差异,对其原因进行了初步分析。两种简化分析方法的合理性及准确性还有待于进一步完善和实践验证。     

Loaded multi-tooth contact analysis and calculation for contact stress of face-gear drive with spur involute pinion

The analytical method based on "Hertz theory on normal contact of elastic solids" and the numerical method based on finite element method (FEM) calculating the contact stress of face-gear drive with spur involute pinion were introduced, and their relative errors are below 10%, except edge contact, which turns out that these two methods can compute contact stress of face-gear drive correctly and effectively. An agreement of the localized bearing contact stress is gotten for these two methods, making sure that the calculation results of FEM are reliable. The loaded meshing simulations of multi-tooth FEM model were developed, and the determination of the transmission error and the maximal load distribution factor of face-gear drive under torques were given. A formula for the maximal load distribution factor was proposed. By introducing the maximal load distribution factor in multi-tooth contact zone, a method for calculating the maximal contact stress in multi-tooth contact can be given. Compared to FEM, the results of these formulae are proved to be reliable, and the relative errors are below 10%.     

点蚀孔腐蚀钢构件力学性能劣化简化分析方法

点蚀是一种局部和剧烈的腐蚀形态,导致钢结构构件力学性能退化,突然之间发生事故,对结构整体造成安全隐患.本文针对具有点蚀孔腐蚀特征的钢构件,提出一种通过等效弹性模量定量评价其力学性能劣化程度的简化分析方法.依据周期喷雾复合试验数据,以锈蚀率和最大点蚀深度为基础,对点蚀孔深度、直径及分布情况作出适当假定;考虑涂层寿命的影响,以锈蚀率相等为原则建立人工加速腐蚀试验和海洋大气条件下Q235钢构件腐蚀情况的转换关系.建立考虑点蚀影响的有限元构件模型,通过轴向均布力作用下的构件变形确定海洋大气环境不同暴露时间下点蚀构件的等效弹性模量,提出点蚀构件力学性能劣化分析的实用计算方法.数值算例验证了上述采用等效弹性模量分析腐蚀构件受力性能方法的正确性;计算结果表明,在相同锈蚀率条件下,点蚀构件的等效弹性模量低于均匀腐蚀构件.