模糊自适应PID在数控进给伺服系统的应用

数控机床的进给伺服控制是复杂的机电耦合系统,因其存在参数时变、负载扰动以及电机的非线性等缺点,很难为其建立准确的模型。模糊Fuzzy控制具有无需建立被控对象的数学模型、鲁棒性好等优点但稳态精度差,将模糊控制和PID控制相结合,设计了模糊自适应PID控制器,并将此应用于数控伺服系统的控制中,该控制器具有较完善的控制性能。仿真实验的结果表明,采用该模糊自适应PID控制器具有较高的稳定精度,较强的鲁棒性。     

T91钢在超临界水环境中的腐蚀性能

在超临界水(SCW)环境中对新型铁素体/马氏体钢T91进行了不同时间的高压釜浸泡试验,采用SEM、EDS和XRD等方法对试样表面的腐蚀氧化膜进行了分析。结果表明:T91钢在超临界水环境中的氧化符合固态生长机制,材料表面生成了保护性氧化膜;外层氧化膜的主要成分是Fe_3O_4,有大量孔洞和裂纹缺陷;内层氧化膜的主要成分为Fe_3O_4和FeCr_2O_4,结构致密,随浸泡时间的延长氧化膜分层逐渐清晰;内层氧化膜中FeCr_2O_4含量逐渐增加,Fe(Fe,Cr)_2O_4的尖晶石结构具有保护性,使T91钢在SCW中的腐蚀速率降低。     

基于小波分析的隧道衬砌结构动力响应规律研究

阐述了隧道衬砌结构动力有限元分析的小波解析方法与粘弹性边界条件,采用弹簧–阻尼单元模拟粘弹性边界条件;建立了相应的有限元分析模型,并利用现场振动测试成果,对京广线朱亭隧道在提速列车振动荷载作用下的动力响应特性进行分析研究,得出了衬砌结构各特征点处的振动位移、加速度、弯矩、剪力与轴力的时程响应规律,将计算结果与现场测试成果进行对比分析证明所提出的分析方法是合理的。研究成果对进一步分析提速铁路隧道衬砌结构的动力稳定性具有重要意义。     

深基坑支护墙体受力变形分析的粘弹性地基厚板理论

 博士学位论文摘要　在软土地区进行深基坑开挖, 由于深基坑的三维结构性和地基的流变性, 使得围护结构的受力变形具有明显的时空效应。但在以往的设计和研究中, 人们常常将其简化为弹性地基梁或二维平面应变问题进行分析计算, 从而使得计算结果与实际情况有较大的差异。随着人们对基坑工程的空间效应和时间效应认识的不断深入, 基坑工程的时空效应日益受到人们的关注。为此, 本文拟从M indlin 厚板理论出发, 建立可用于软土深基坑围护结构变形的三维有限元分析模型, 完成的主要工作有:(1) 建立了深基坑支护墙体受力变形计算的三维有限元分析模型。文中将围护墙体简化为设有横向支撑的软土地基上的竖向板; 非开挖侧作用有水土压力和由地面超载产生的侧压力; 两侧挡土墙对墙体的约束简化为固定边界; 顶部边界为自由边界; 底部边界简化为弹性支承边界, 插入持力层后处理为固定边界; 在开挖侧设置的横撑对墙体的支承作用简化为弹簧; 坑底以下被动抗力区的土体以提供地基刚度的形式与板共同作用。该模型可模拟基坑分步开挖过程和地基的流变性态, 可考虑支护墙体位移和内力的空间效应以及由地基流变引起的时间效应。(2) 将支护墙体视为厚板, 借助M indlin 厚板理论, 采用可考虑横向剪切变形的8 节点平板等参元, 建立了墙体的单元刚度矩阵。(3) 对非开挖侧水土压力的确定, 本文采用了土压力与位移相关联的计算方法, 并通过改变基床系数K h 值和应力转移对土压力的修正建立了计算过程。(4) 依据对现场监测资料的分析建立了可考虑土体间相互作用和流变性能的线性粘弹性地基模型, 并推导了相应的地基刚度矩阵。(5) 根据计算模型建立了基本方程, 对求解方法进行了讨论。根据高斯点应力为超收敛点、具有高精度的特点, 对应力的计算结果进行了局部应力光滑处理, 获得了较高精度的节点应力值。(6) 在建立三维有限元计算模型的基础上, 编制了相应的计算程序TSEF。并对计算程序和计算模型进行了验证。结果表明: 本程序解题的收敛性较好, 计算结果具有较高的精度。(7) 利用该程序, 对影响深基坑支护墙体受力变形的因素如支撑刚度、墙体刚度、支撑预加轴力、墙体入土深度及被动区土体加固作用等逐一进行了分析。此外, 本文还详细地探讨了基坑开挖过程中由边界约束、开挖深度和开挖宽度不同引起的支护墙体受力变形的空间效应, 以及由地基流变引起的时间效应, 并由此得出了许多有益的结论, 为深基坑支护的设计、施工及周围环境的保护提出了若干有实用价值的建议。(8) 用本文研制的计算程序对上海香港广场地下连续墙和珠江玫瑰花园深层搅拌桩墙体的位移和内力进行了分析, 并对珠江玫瑰花园深层搅拌桩东侧墙体裂缝的成因进行了探讨。通过上述研究, 获得了如下成果:1) 支撑刚度增大时, 墙体最大水平位称将减小, 而墙体的最大纵向弯矩M x、横向弯矩M y 和扭矩M x y 则增加。可见为使有效地控制墙体的水平位移, 又不致使墙体的内力明显增大, 增加支撑刚度的幅度应予控制。2) 在一定的范围内适当增加挡墙厚度, 可有效减小墙体水平位移, 但当达到某一值时, 通过增加墙体厚度减少位移作用不大。与此同时, 增加墙体厚度将会增加工程造价, 故在墙体强度符合要求的情况下, 试图借助增加厚度来减小位移的做法并不合理。3) 增加支撑的预加轴力, 可以有效地减小墙体的水平位移, 而墙体的内力增加很少, 但第一道支撑的预加轴力要适当, 否则会引起墙体外倾。4) 坑内土体的弹性模量提高到原来的20 倍时, 墙体的水平位移与原来相比, 减少了36% , 说明被动区土体加固对减少墙体水平位移的作用非常显著。另一方面, 随着土体弹性模量的提高, 墙体的内力均减小, 可见这类措施对提高支护墙体的稳定性十分有利。5) 增加墙体的入土深度可有效地减少墙体的水平位移, 同时墙体的正向弯矩M x、M y 和正向扭矩M x y 将减小, 反向弯矩和扭矩则略有增加, 有利于墙体保持稳定。6) 沿墙体水平方向的横向弯矩M y 很小, 而沿墙体深度方向的竖向弯矩M x 很大, 且都是正弯矩的绝对值要> > 负弯矩的绝对值。因此, 设计中主要应考虑竖向钢筋布置。7) 由于挡墙两端受到相邻墙体的约束, 使墙体的水平位移沿走向上有中部的变形大, 两端变形小; 在深度方向上, 墙体的水平位移在中部大、上、下端部小。墙体水平位移等值线图近似为“船形”, 最大位移值出现在基坑开挖面附近。8) 随着基坑开挖宽度的增加, 墙体的位移值增大, 当基坑的开挖宽度增加一倍时, 最大纵向弯矩M x 显著增加。可见在实际工程中, 为保持墙体的稳定性, 应注意不使基坑开挖宽度过大。9) 考虑时空效应综合影响的墙体水平位移的分布规律:① 在各开挖步内, 墙体的水平位移随着时间的延长而增大, 故有必要尽量缩短各分步开挖占用的时间。② 下一工况开始时的位移曲线均在上一工况结束时的位移曲线的左侧, 两者互相紧靠, 表明下一工况新增加的支撑和预加轴力对位移的发展有限制作用, 使位移值略有减小。但随着时间的延长, 位移均逐渐增大, 并随即超过上一工况结束时的位移值。③ 随着开挖的进行, 位移最大值的位置逐渐下移, 但始终位于基坑开挖底面附近。10) 考虑时空效应综合影响的墙体内力分布规律:① 墙体的内力随着开挖的加深和时间的延长而增大。② 正向弯矩和扭矩的最大值均出现在基坑开挖底面附近, 而负值最大值出现在基坑非开挖侧开挖面以下约5m 处的位置。11) 珠江玫瑰花园地下车库基坑东侧深层搅拌桩墙体裂缝的成因: 基坑开始开挖和开挖结束后墙体的等效弯矩等值线图均形成一个弧顶朝上的弧形高等效弯矩集中带, 与墙体破裂面展布形状相似, 位置也基本相同。由此可以推断, 墙体东侧环球广场横向支撑附加力的作用是使墙体形成破裂面的主要原因, 由于土体开挖后墙体内存在等效弯矩集中带, 易于超过墙体的抗弯强度, 导致墙体出现弧形破裂。12) 本文建立计算模型和编制的程序适用于两类典型板状墙体的位移和内力分析。上述研究成果表明, 将M indlin 厚板理论和线性粘弹性地基模型应用于深基坑工程, 有助于深入认识和理解深基坑支护受力变形的时空效应, 同时也为软土深基坑支护受力变形时空效应的三维分析提供了一种有效的简便方法, 其结论对深基坑工程的设计与施工具有较为重要的参考价值。     

考虑流变参数弱化综合影响的软岩蠕变损伤本构模型及其参数智能辨识

根据损伤的定义和软岩的蠕变破坏特点,提出反映应力水平和时间因素对弹性模量弱化综合影响的软岩蠕变损伤变量的一般表达式,推导并建立软岩蠕变损伤演化方程,探讨损伤变量随应力水平和时间的变化规律。以Burgers模型为基础,建立可考虑参数综合弱化的软岩蠕变损伤本构方程。修正后的Burgers蠕变损伤本构模型体现了参数随时间增长和应力水平增大的弱化现象,反映了岩石材料的损伤劣化过程。基于粒子群优化算法(PSO)具有迭代过程简单、能有效地收敛到全局最优解等优良特性,提出基于PSO的蠕变损伤本构模型参数智能辨识的方法和步骤。采用MATLAB软件,编制基于粒子群优化算法的参数辨识程序。以某深部软岩试样蠕变试验为例进行验证分析,结果表明采用考虑参数综合弱化的蠕变损伤本构模型具有较好的实用性。     

污水处理中陶瓷膜清洗技术的研究进展

首先对陶瓷膜进行了简单介绍,阐述了陶瓷膜的应用,肯定了对陶瓷膜清洗技术进行研究的正确性和前沿性。然后介绍了陶瓷膜清洗技术的原理。接下来研究污水处理行业中的陶瓷膜清洗技术,将污水分为工业污水和生活污水的两大部分,着重介绍和阐述了被矿井污水、含油污水、自然有机化合物污水及生活污水污染的陶瓷膜进行不同清洗技术的应用和研究进展。最终对陶瓷膜清洗技术未来的发展进行了展望。     

土力学省级重点课程建设实践

本文介绍了土力学课程的知识结构,提出了本课程的总体建设目标。依据省重点课程建设的评估体系与评价指标,结合我校的实际情况,在总体建设目标的基础之上,提出了本课程具体的建设方案与措施。通过课程建设方案的实施,土力学课程的建设取得了良好成效。     

含结构面岩体三轴压缩试验数值模拟研究

基于现行岩体力学试验方法, 建立三轴压缩试验数值模型并辨识模型的可行性。以风滩水电站为背景, 对含结构面的岩体进行三轴压缩试验数值模拟, 研究了岩体等效弹性模量各向异性的尺寸效应以及岩体结构面倾角、间距等因素对岩体等效弹性模量的影响。采用此法模拟岩体三轴压缩试验0求解岩体等效弹性模量, 克服了承压板变形试验求解岩体等效弹性模量的理论缺陷, 避免了现场岩体三轴试验周期长、代价昂贵等不足, 为求解含结构面岩体的宏观力学参数开辟了一条新的途径。     

电子技术课程的改革与实践

本文提出了一种适应新形势下教学要求的电子技术教学改革模式,并对实践过程中的经验进行了总结。这种新教学模式从教学手段上尝试课堂教学模式与网络教学相结合,建立了电子技术教学在线平台。此外还主要通过有侧重点的合理安排教学内容、采用多学科交叉融合的教学方法、培养学生动手实践以及提高学生自主学习能力等方面进行了教学探索。通过在教学中的实践发现,这种教学模式提高了教学质量、增强了学生的学习及创新能力。     

设坝垃圾填埋场沿底部衬里滑动的稳定性分析

考虑填埋场底部衬里极限破坏界面转移和垃圾坝的作用,将填埋场分为垃圾坝、被动楔体、两个中间楔体和主动楔体5个部分,分别对每个部分进行极限平衡分析,并建立了平衡方程,求解填埋场沿底部复合衬里界面滑动的安全系数。结合工程实例分析了垃圾坝、垃圾土及填埋场底部衬里界面剪切强度对填埋场稳定性的影响,分析结果表明,垃圾土粘聚力c_sw、内摩擦角φ_sw增加,填埋场安全系数F_s呈线性小幅增长,φ_sw对F_s的影响略大于c_sw。随着坝底界面粘聚力c_d和摩擦角δ_d增加,F_s逐渐增大,且与c_d近似呈线性关系,δ_d对F_s的影响大于c_d。增加垃圾坝坝高H₂、减小坝背倾角η,F_s增大。填埋场底部衬里界面粘聚力c_b和摩擦角δ_b增加,F_s增大,并与c_b近似呈线性关系。高法向应力界面的强度指标对Fs的影响程度远大于低法向应力界面的强度指标,δ_b对F_s的影响尤为显著。