一种适用于大型工程结构的分散振动控制方法

基于瞬时最优控制算法,提出一种适用于大型结构振动控制的分散控制方法。根据大型结构的有限元模型,将其划分为若干子结构,相邻子结构间的作用力视为对子结构的"附加未知扰动"。在子结构加速度响应部分观测情况下,依次运用卡尔曼预测估计和最小二乘估计法,分别对子结构的状态和子结构间的作用力进行估计,并在此基础上基于瞬时最优控制算法确定各子结构的最优控制力,继而施加于结构对其进行振动控制。将提出的分散振动控制方法应用于美国土木工程师协会(ASCE)提出的20层控制基准问题(benchmark problem),并与传统的集中振动控制方法进行相关振动控制指标的比较。结果表明提出的分散振动控制方法能取得满意的振动控制效果。因此,提出的分散振动控制方法适合应用于对大型结构的振动控制。     

BOG气体对LNG输送管道预冷的数值模拟

针对DN1 000 mm的长距离LNG输送管道BOG(闪蒸气)预冷过程,建立一维流动传热模型,对预冷过程进行了模拟分析.整体壁面温度下降速率最大不超过10 K/h,计算时间步长取10s,计算得出761.2 m的LNG输运管道冷却到154.5 K(-118.65℃)左右所需时间为30.25 h.分析了整个预冷过程中,管道壁面温度,管内BOG气体温度和BOG气体进口质量流量的变化趋势,还分析了输运管道中管道变径处温度阶跃突变的现象和原因,同时分析不同因素对管道预冷过程的影响.从以上影响预冷过程的主要因素的分析得出整个预冷过程的规律.     

煤基多孔炭膜去除压载水中微藻的研究

针对船舶压载水转移所引起的外来生物入侵问题, 开发了以廉价煤为原料经挤压成型、炭化等工艺制备出煤基管状多孔炭膜。分别采用扫描电镜和气体泡压技术对煤基炭膜的微观形貌和孔结构特性进行表征, 并详细考察了压载水处理过程中微藻种类、跨膜压差、错流速率以及微藻密度对处理效果的影响。实验结果表明, 煤基炭膜表面光滑, 孔隙结构发达, 孔径均一, 这非常有利于处理压载水中微藻。压载水中微藻尺寸越大, 膜的稳定通量越小; 增大跨膜压差, 膜的稳定通量增幅变缓, 尤其对含有小球藻和叉鞭金藻的模拟压载水, 因其尺寸与炭膜平均孔径相近, 容易受压变形进入膜孔形成膜内污染, 变缓程度更为明显; 增大错流流速可增大膜表面剪切力, 减少微藻在膜表面堆积, 提高炭膜的稳定通量; 提高藻液密度, 加重膜表面污染, 降低膜的稳定通量。经炭膜处理后, 渗透液中均未检出微藻的存在, 显示出煤基多孔炭膜在船舶压载水处理领域具有潜在的应用前景。     

箱型钢结构轨道式焊接机器人D-H模型与连续轨迹规划

针对箱型钢的结构特征和焊接过程特点,设计了一款5自由度的轨道式焊接机器人,用于箱型钢结构安装现场的自动化焊接. 采用D-H法,建立了机器人运动学模型,并通过特定的代数方法进行了逆运动学求解,推导出了焊枪末端的空间位姿参数与焊接机器人各关节变量的解析关系模型. 在此基础上,采用连续路径运动的轨迹规划法,在给定焊枪末端轨迹时,对各关节的运动情况进行了MATLAB仿真研究. 结果表明,导出的逆运动学求解模型可用于箱型钢结构焊接机器人的连续运动轨迹和姿态规划和控制,为实施机器人的运动控制奠定了基础.     

集成干扰观测器的BP-PID在炉温控制上的应用

为了提高加热炉炉温控制精度,设计集成干扰观测器的BP-PID控制器.通过干扰观测器观测出等效干扰,在BP-PID控制器输入端引入等效的补偿,构成一种新的控制器.该控制器继承了BP-PID控制器的智能性,能够对工况进行学习识别,使输入功率逐渐逼近当前的耗散功率,并在耗散功率附近小幅波动,达到动态平衡状态;同时具有干扰观测器抑制干扰的特性,可以对进料、卸料等干扰进行实时估计和补偿,弥补了单纯BP-PID控制器收敛慢、鲁棒性差的缺陷.仿真和实验结果均表明,该控制器可以自动适应各种工况条件,具有很高的稳态精度,对大范围的负载扰动具有很强的抑制作用.     

汽油机喷水提高缸内压力和NOx降低排放的研究

基于三维仿真软件,研究了缸内直喷(GDI)发动机在低负荷运行工况下通过喷水对缸内压力和排放的影CFD NOx响。在计算过程中,喷水设置在发动机压缩冲程中(℃A),汽油喷入缸内的时段为660~680℃。研究结果表640~650 A明,喷入一定量的水之后,发动机的热效率有所提高,缸内局部火焰温度降低,氮氧化合物排放也随之降低。     

不同风嘴形式分体箱梁桥梁的静力风致稳定性能

作为大跨径以及超大跨径桥梁一种新兴的断面形式,分体箱梁可以改善空气动力性能和提高颤振临界风速,但是还需要保证其静力风致稳定性能, 研究了不同风嘴形式下分体箱梁的静力三分力系数和静力风致稳定性能随开槽率的演变规律。结果表明：两种风嘴形式分体箱梁的阻力系数随开槽率增加而 增大,采用断面实体宽度为无量纲化标准时断面升力系数绝对值会随开槽率的增加而增加,这与采用断面总宽为无量纲化标准时结果相反,升力矩系数绝对 值会随着开槽率的增加而减小,但这种规律性会受到风攻角的影响;风嘴对称性的变化仅改变断面阻力系数随开槽率的变化规律;两种计算模型下,对称风 嘴断面分体箱梁桥梁跨中的各向位移绝对值和静力风致失稳临界风速随开槽率的变化规律完全相反,而不对称风嘴断面的各向位移变化规律相似但也有区别 ;总体上对称风嘴断面的最低静力风致失稳临界风速要高于不对称风嘴断面;考虑结构刚度变化会使断面开槽后静力风致失稳临界风速随着开槽率的增加而 升高并超过不考虑刚度变化时的相应值,故对分体箱梁静力风致稳定性能分析时需要考虑开槽率不同带来的结构刚度变化。     

大面积高效率空间用三结砷化镓太阳电池的研究

通过在电池中引入布拉格反射器,提高电池抗带电子辐照能力,经辐照后使电池最大功率平均衰减小于18%。优化上电极栅线结构,当金属栅线面积占电池面积的3.0%时,电池平均短路电流为456.2mA。优化TiO_x/AlO_x双层减反射膜结构,短波300~500nm范围内电池表面反射率小于30%。采用以上结构最终制备出面积为26.8cm~2的空间用三结砷化镓太阳电池,批产平均转换效率为29.61%,最大转换效率30.15%。     

用于生物基自增强聚合物复合材料的高强PLA纤维

过去几年内,由于人们环保意识的增强及化石原料的短缺,生物基塑料市场得到了快速发展,生物基塑料可在各种应用领域替代其他类型的塑料,但在应用中使用生物基自增强复合材料,即基体与纤维部分为相同的生物基聚合物材料还未被提及。生物基SRPC(生物基自增强聚合物复合材料)项目研究了生物基SRPC替代自增强聚烯烃复合材料的可行性。     

海上风电管类零件的电弧焊复合激光冲击锻造修复试验

针对海上风电管类零件的修复问题,采用电弧焊复合激光冲击锻造工艺对Q235钢管进行修复.研究激光冲击频率对焊缝几何形貌、显微组织和显微硬度的影响,同时将电弧焊复合激光冲击锻造与电弧焊修复进行对比.结果 表明:焊缝的熔宽和熔深随激光冲击频率的增高而增大,余高和余高因数随频率的增高而减小,熔合区、部分熔合区和热影响区的硬度随...