浅埋暗挖法地铁施工地表沉降的分析与研究

本文以在建的浅埋暗挖法施工的北京地铁五号线某标段的双线隧道为例,通过现场各实验断面实测数据的分析研究,得到在第四纪覆盖层,主要为粉质粘土的地质条件下隧道开挖过程中地表沉降、速率和拱顶沉降变化趋势。并指出在掌子面0．5D～0．75D范围内,地表沉降速率增长较大,施工中应在该范围内及时进行初期衬砌的支护。通过监测数据的统计分析,地表累计沉降主要发生在掌子面2D范围内,在此区域内地表变形速率较大,超出3D后,地表变形速率趋于平缓;沿隧道纵向地表沉降最大值超前发生于主断面。其影响最大的范围是在4D～4．5D的范围内。在施工中适时用小导管注浆法加固土体效果显著。分析结果对北京地铁后期建设和同类地层地铁施工环境控制具有重要借鉴和参考价值。     

深海保真取样器研究及其虚拟样机实现

为了解决现有的取样器不能保真取样、无过滤浓缩过程、取样效率低的缺陷,设计了一种供潜器使用,可以在深海指定水深处无污染、无压力突变地采集、浓缩海水中悬浮颗粒物和浮游生物的取样器。采用计算机模拟和实验相结合的研究方法,依托于多种高性能的仿真软件ADAMS以及ANSYS,构建一个虚拟样机仿真平台,快速建立包括机械系统、液压系统、控制系统在内的复杂机械系统虚拟样机,对取样器进行深入的仿真分析与研究,以达到优化设计和正确评估的目的。     

基于模糊可靠度的深海高压密封舱优化设计

为了减轻深海高压密封舱的重量,提出基于模糊可靠度的优化设计方法.该方法采用最小强度和最大工作应力模糊可靠度计算理论, 以密封舱的可靠度为1和最小壁厚为优化设计目标,通过有限元计算求取密封舱工作时最大应力隶属函数曲线的分布参数,根据材料的变异特性求取密封舱最小强度隶属函数曲线的分布参数.理论计算和实验结果表明,采用该方法可以有效减轻密封舱的重量.     

专家规则自适应PID控制策略在变频恒压供水系统中的研究

针对恒压供水系统普遍存在的惯性大、非线性、随机性及纯滞后性的特点,设计了一种基于专家规则的自适应PID控制策略的变频恒压供水系统。硬件部分介绍了系统的结构及组成,软件设计部分首先构建系统数学模型,研究了专家规则自适应PID控制的理论,兼具传统PID控制精度高及专家规则自适应强的优点。最后用MATLAB将各种控制算法进行仿真,结果表明：专家规则自适应PID控制器能够使系统的动态、稳态性能优化,具有一定的应用前景。     

FEM modeling for 3D dynamic analysis of deep-ocean mining pipeline and its experimental verification

3D dynamic analysis models of 1000 m deep-ocean mining pipeline, including steel lift pipe, pump, buffer and flexible hose, were established by finite element method (FEM). The coupling effect of steel lift pipe and flexible hose, and main external loads of pipeline were considered in the models, such as gravity, buoyancy, hydrodynamic forces, internal and external fluid pressures, concentrated suspension buoyancy on the flexible hose, torsional moment and axial force induced by pump working. Some relevant FEM models and solution techniques were developed, according to various 3D transient behaviors of integrated deep-ocean mining pipeline, including towing motions of track-keeping operation and launch process of pipeline. Meanwhile, an experimental verification system in towing water tank that had similar characteristics of designed mining pipeline was developed to verify the accuracy of the FEM models and dynamic simulation. The experiment results show that the experimental records and simulation results of stress of pipe are coincided. Based on the further simulations of 1 000 m deep-ocean mining pipeline, the simulation results show that, to form configuration of a saddle shape, the total concentrated suspension buoyancy of flexible hose should be 95%?105% of the gravity of flexible hose in water, the first suspension point occupies 1/3 of the total buoyancy, and the second suspension point occupies 2/3 of the total buoyancy. When towing velocity of mining system is less than 0.5 m/s, the towing track of buffer is coincided with the setting route of ship on the whole and the configuration of flexible hose is also kept well.     

贴片机运动平台振动优化分析

应用ADAMS软件对贴片机进行了振动优化分析。针对贴片机结构特点,基于振动分析数学原理与多体动力学原理建立贴片机多体振动模型;在此模型基础上,进行刚度与阻尼等参数影响下的设计研究分析;最后,基于影响最大的几个参数对贴片机系统进行了振动优化分析。分析结果表明,下机架与地脚的连接参数对贴装头振动影响较小;Y向滑块与横梁连接板的连接参数对贴装头振动影响较大;优化模型垂直方向的振幅被控制在10μm之内,系统防振性能得到提高。     

300 MN巨型水压机同步卸载控制策略的研究

300MN巨型水压机的动梁在驱动系统卸载时由于偏载变化速度较快,从而产生比加载过程中大得多的反向偏转角,可能造成立柱损伤。由于在卸载过程中锻件的变形抗力中心变化很小,因此可采用压力传感器间接测量偏载,从而实现驱动系统卸载时对动梁液压位置保持系统进行同步卸压。仿真结果表明,在卸载速度为加载速度的3倍工况下,动梁最大偏转角仅为加载时的10％。     

转盘式贴装头动力学仿真及实现

针对转盘式贴装头电机的驱动力矩，进行了理论计算与仿真实验。分析结果表明，仿真结果与理论计算能较好地吻合，为转盘式贴装头虚拟样机设计阶段的电机选型，提供了思路。     

轮式移动机器人路径跟踪的模糊自整定PID控制

本文建立了二自由度轮式移动机器人路径跟踪的动力学模型,并设计了自整定模糊PID控制器,利用模糊推理的方法,对PID控制器的参数进行自动整定。仿真实验用常规增量式PID控制和自整定模糊PID控制算法结合进行航向跟踪,结果表明该算法与常规PID算法相比,系统误差减少了20%左右,响应时间减小到原来的0.4,有效地改善了控制器的动态性能,同时表现出了较好的自适应能力,路径跟踪仿真结果表明,轮式移动机器人能够迅速向目标路径靠拢,并能平稳地践踏规划路径。     

锅炉管表面NiCrSiB合金高频感应熔覆的数值模拟及熔覆层的性能

目前,管材表面的高频感应熔覆主要集中于试验方面,缺乏理论研究。对锅炉管壁在不同熔覆电流下高频感应熔覆NiCrSiB层的温度场进行了数值模拟,基于感应加热原理进行了有限元分析,并加以试验验证。采用金相显微镜、扫描电镜以及能谱仪对熔覆层的显微组织与成分进行了分析;采用硬度计及王水腐蚀分别测试了熔覆层的硬度及耐蚀性能。结果表明:在250 kHz时,熔覆电流越大,感应加热效率越高,感应加热结束时管内外壁的温差越大,管基体受到的热损伤越小;基体中的Mo元素向熔覆层扩散,熔覆层中的Si元素向基体渗透,过渡区Ni,Cr元素的含量相对熔覆层中的明显减少;熔覆频率为250 kHz,熔覆电流取830 A时,熔覆层和基体过渡区有明显锯齿状的白亮带产生,基体和熔覆层呈冶金结合,熔覆层金相组织为奥氏体+碳化物共晶,具有良好的耐蚀性能,平均硬度为323 HV,是基体的1.79倍。