基于Karnopp摩擦的柔性滑移铰的建模与仿真

对含Karnopp摩擦的柔性滑移铰系统进行动力学建模和仿真.将滑移铰中的滑块视为柔性体,滑道视为刚性接触面,考虑滑道与滑块之间的间隙.由于柔性滑块与滑道的接触状态和摩擦情况比较复杂,采用有限元方法建立了柔性滑块的力学模型,基于罚函数方法建立含Karnopp摩擦柔性滑移铰接触力模型,通过试算迭代法判断柔性滑块各节点的接触状态,基于KED方法和Newmark方法给出了含该滑移铰机械系统动力学方程的数值算法.最后,以含Karnopp摩擦的柔性滑移铰和驱动摆杆构成的机械系统为例进行动力学仿真,分析了其动力学特性,验证了本文给出的方法的有效性.     

Direct Trajectory Optimization and Costate Estimation of Infinite-horizon Optimal Control Problems Using Collocation at the Flipped Legendre-Gauss-Radau Points

A pseudospectral method is presented for direct trajectory optimization and costate estimation of infinite-horizon optimal control problems using global collocation at flipped Legendre-Gauss-Radau points which include the end point +1. A distinctive feature of the method is that it uses a new smooth, strictly monotonically decreasing transformation to map the scaled left half-open interval τ∈(-1, +1] to the descending time interval t ∈ (+∞, 0]. As a result, the singularity of collocation at point +1 associated with the commonly used transformation, which maps the scaled right half-open interval τ∈[-1, +1) to the increasing time interval [0,+∞), is avoided. The costate and constraint multiplier estimates for the proposed method are rigorously derived by comparing the discretized necessary optimality conditions of a finite-horizon optimal control problem with the Karush-Kuhn-Tucker conditions of the resulting nonlinear programming problem from collocation. Another key feature of the proposed method is that it provides highly accurate approximation to the state and costate on the entire horizon, including approximation at t = +∞, with good numerical stability. Numerical results show that the method presented in this paper leads to the ability to determine highly accurate solutions to infinite-horizon optimal control problems.      

水电生态红线理论框架研究及要素控制初探

水电生态红线是我国环境保护的创新型管理方法,科学指导水电开发,推动生态文明建设进程,具有重要的现实意义与指导意义。水电生态红线研究现处于初步探索阶段,本文构建了水电生态红线的理论框架,阐释了水电生态红线的概念、内涵、特征与基本原则,指出了水电生态红线的核心为规划红线、要素控制红线与管理红线的确定;同时就要素控制红线中——水电工程下游河道关键生态要素的控制阈值确定开展了初探,为开展水电生态红线的深入研究奠定了基础。     

基于HSS模型与MCC模型的深基坑降水开挖变形分析

在施工过程中基础、隧道和基坑周围土体除少数区域发生明显塑性变形外,其他大部分区域土体均处于小应变状态(10-2%~10-1%)。本文采用PLAXIS和ABAQUS有限元软件,土体本构模型分别采用HS-Small模型和MCC模型,模拟基坑降水开挖,对基坑变形结果进行对比分析。结果表明,修正剑桥模型由于未能考虑土体小应变特性,基坑位移变形模拟结果相对HS-Small模型偏大,弯矩模拟结果偏小。在进行敏感环境下的基坑降水开挖问题的数值模拟时,应采用能考虑土体小应变特性的本构模型,如HSS模型。     

基于风险分析的海上风机基础安全性评价研究

海上风机基础是海上风机的重要组成部分,提出有效可行的方法评价海上风机基础的安全性意义重大。论文分勘察阶段、设计阶段、施工阶段和运营阶段详细阐述了影响海上风机基础安全性的有害因素。论文结合海上风机基础风险事故,提出了基于综合风险矩阵法和模糊层次综合评价的海上风机基础安全性评价方法,从而减小安全性评价的主观性,更加准确、定量地评价海上风机基础安全性。详细介绍了本文提出的安全性评价方法流程,简述了评价标准以及接受准则,并根据工程实例,建立层次分析模型,构建模糊关系矩阵,综合分析海上风机基础安全性。论文通过实例分析,验证本文提出方法的可行性及实用性。     

土体加固对筒型基础承载特性的影响研究

为正确评估软体地基加固对提高筒型基础承载力的影响,建立考虑土体渗流~应力耦合效应的三维数值模型,模拟了筒顶负压抽水的土体加固过程,分析了筒内土体加固对筒型基础承载特性的影响。研究结果表明:在负压加固作用2.5 d后,筒顶沉降趋于平缓,孔隙负压扩散范围广,筒内土孔隙比下降幅度大,加固效果较好。此时,筒土之间接触更为紧密,极端荷载下筒顶脱开率大幅下降。在单一加载情况下,土体加固提高竖向设计承载力42.6%,水平设计承载力129.2%,抗弯设计承载力69.6%,竖向极限承载力4.4%,水平极限承载力61.3%,以及抗弯极限承载力99.1%。在复合加载情况下,土体加固前后V~M、V~H、V~H~M包络线存在一定的差异,未加固土体筒基的包络曲线分布在加固后的筒基外侧。通过试验数据对计算模型进行验证,吻合良好。这意味着现有的筒型基础设计仍有较大的优化空间。     

天津市水功能区划要求下海河干流排涝问题研究

按新的海河干流水功能区划要求,海河干流将不再承担上游来水的行洪任务。因而有必要分析探讨新形势下海河干流的排涝问题。在充分考虑海河干流水功能区划要求的基础上,通过推求设计暴雨、进行产汇流计算,建立海河干流汇水区一维水动力模型,模拟了海河干流在经历不同重现期(3年、5年及10年一遇)设计暴雨下的排涝水位。在此基础上,对多种排涝方案进行比选,给出了适当的排涝方案,以缓解水功能区划要求下天津市海河干流的排涝矛盾。     

梨园水电站大坝混凝土施工及裂缝处理技术

梨园水电站大坝在面板混凝土浇筑施工过程中,采取了合理分缝分块、现场生产性模拟试验、细化混凝土运输方式和入仓手段、加强混凝土振捣、保温覆盖养护和止水保护、优化混凝土配合比等保温和防裂措施,有效地减少了挤压边墙与混凝土面板之间的约束并预防了裂缝发生。对于面板的所有裂缝不进行凿槽,通过采用表面封填和化学灌浆相结合处理的方法,确保面板混凝土质量满足结构安全及使用功能,对同类型的混凝土施工有一定的借鉴和参考意义。     

新疆极端降水事件时空变化特征研究

基于新疆1960—2011年的日降水量数据,选取持续干燥指数、持续湿润指数、年总降水量、强降水天数、强降水量、1 d最大降水量、5 d最大降水量和普通日降水强度8个极端降水指标,采用线性倾向率、Mann-Kendall突变检验及主成分分析法研究新疆极端降水的时空分布特征及演变趋势。结果表明:时间变化上,新疆极端降水的持续湿润指数均呈上升趋势,持续干燥指数呈下降趋势,表明新疆降水量总体呈增加趋势;空间变化上,南疆、北疆极端降水指标的年际变化表现出明显差异,北疆湿润指数大、年际变化率大,南疆湿润指数小、年际变化率小;极端降水指标基本上在1986年、1987年发生突变,各指标突变前后的变化率存在明显差异;时间上的主成分分析表明降水量整体增加,干燥程度下降;空间上的主成分分析表明,北疆降水量多于南疆,南疆较北疆干旱。     

宁夏中南部引水工程软岩工程特性研究

宁夏中南部某引水工程隧洞围岩主要为白垩系、第三系泥质岩,属软岩或极软岩。为了解该软岩工程特性及其对工程建设的不利影响,采用室内试验、原位测试方法,并通过对工程区泥岩成份、胶结物及环境等因素的分析研究,初步查明泥岩的强度、流变、崩解、膨胀、声波特性及影响其特性的主要因素,并提出相应的工程对策原则。研究成果为工程设计和建设中采取行之有效的防护措施,抑制或减弱泥岩对工程的不利影响提供了依据。