摘要：为满足无线体域网(wireless body area network,WBAN)应用中对超宽带天线的陷波要求,采用在槽孔型的辐射贴片上添加十字型枝节谐振器的方法优化设计了一款超宽带陷波天线。天线使用共面波导方式馈电,使天线获得较宽的带宽。通过嵌入十字型枝节谐振器调谐天线的阻抗,实现陷波特性。通过仿真分析确定谐振器横、竖枝节的尺寸范围。利用量子进化算法对谐振器的横、竖尺寸进行优化,获取使天线的陷波频带达到最佳要求的谐振器尺寸参数。根据优化结果制作实物天线,天线的带宽为3.4-9.9 GHz,陷波频段为5.2-5.8 GHz。由天线回波损耗及方向图的仿真和测试结果表明,该优化设计方法是有效的。

摘要：为了解浅埋偏压黄土隧道洞口段支护结构的受力状况,对刘家坪2#隧道洞口段围岩压力、钢架应力、喷射混凝土应力、纵向连接筋应力、锚杆轴力及拱部下沉进行施工监测,并采用有限元法对隧道支护结构进行计算分析。结果表明:在浅埋偏压条件下,黄土隧道拱部发生了平面偏移,拱顶下沉量大于净空收敛量;围岩压力分布呈不对称猫耳状;钢拱架左侧轴力大于右侧轴力,总体受力很大,在支护体系中作用很明显;拱部和边墙喷射混凝土处于受压状态,而底部多为拉应力;拱部系统锚杆对结构的稳定性作用不大,而锁脚锚杆对结构的稳定性有一定的作用;纵向连接筋受力非常大,对隧道整体的稳定性很有利;应取消黄土隧道洞口段系统锚杆,采用由钢拱架、钢筋网、锁脚锚杆、喷射混凝土、纵向连接筋组合形成的初期支护结构。

摘要：针对改性乳化沥青破乳时间难以量化评价的不足,采用不同类型的细集料与改性乳化沥青制备了改性乳化沥青胶浆,运用龚帕斯模型分析了其黏度随时间的变化规律,并建立了准确评价改性乳化沥青破乳的数学模型。研究结果表明：改性乳化沥青胶浆初始黏度较低,随沥青破乳时间的增大而不断增大,最后趋于稳定;当集料粒径相同时,花岗岩改性乳化沥青胶浆的黏度最大,玄武岩胶浆的黏度次之,而石灰岩胶浆的黏度最小,但黏度增长速率基本相同,符合生长曲线的特征;龚帕斯模型可以较好地反映胶浆黏度随时间的变化规律,计算值与实测值的最大相对误差小于15%;当根据龚帕斯模型建立的沥青破乳评价指标值为0.97~1.00时,胶浆黏度变化趋于平稳,此时改性乳化沥青已经完全破乳;反之,也可以根据黏度试验结果计算龚帕斯模型参数,预测改性乳化沥青破乳时间。

摘要：设计了几种不同的非离子型改性聚丙烯酰胺(HM-PAM)和阴离子型改性聚丙烯酰胺(HM-HPAM).通过分子动力学模拟(MD)方法研究了在聚合物链上加入不同疏水改性单体对提高聚丙烯酰胺耐盐性的影响,考察了盐浓度对疏水改性聚丙烯酰胺的回旋半径(Rg)、特性黏数([η])、径向分布函数(RDF)和均方位移(MSD)的影响以及聚合物的微观结构与特性黏数之间的关系.研究结果表明,引入疏水改性单体后,改性聚丙烯酰胺具有较好的耐盐性.通过研究非键作用与氢键相互作用可知,体系中溶质和溶剂间的相互作用及氢键作用越弱,溶液的特性黏数越大.O—H原子对的RDF结果表明,聚合物链的伸展与聚合物链及官能团间的相互作用有关.当RDF峰较弱时,聚合物链与水的作用越弱,越有利于聚合物链保持舒展状态,溶液的特性黏数也就越大.另外,从聚合物链的MSD曲线发现,聚合链的移动性与特性黏数呈负相关.

摘要：为保证雨天环境下高速公路行驶安全,降低道路整体运行风险,结合雨天风险特征,开展考虑运行风险的雨天可变限速研究。首先应用随机森林模型,标定雨天环境下高速公路动静态风险因素的特征重要度,并结合熵值理论,建立高速公路风险模型、计算风险系数、划分风险等级;之后,以空域自适应算法中可变限速推演变化规律为基础,考虑大、小型车的行驶特征,结合预期风险、雨天停车视距、水膜厚度等因素,优化可变限速模型,细化大、小型车辆的初始控制值,进而提出不同降雨强度、不同能见度下的可变限速推荐值;在此基础上,利用驾驶模拟实景仿真系统、心理生理检测设备、微观交通流仿真软件,开展可变限速系统控制值合理性及驾驶人行车适应性与交通流运行状态的实证分析。研究结果表明:随着能见度降低和降雨量增大,在可变限速控制下,驾驶人呈现出交感神经兴奋性减弱、副交感神经兴奋性增强、心理紧张度降低的状态,其平均心率、心率变异性高频值、心率变异性低频值、心率变异性差异值分别由74.13、0.121、0.643、2.37变为78.23、0.192、0.567、2.01,驾驶人对限速方案的适应性良好;同时,可变限速可保证道路整体通行效率,不会造成交通流风险震动,在小型车、大型车限速分别为80、60 km·h和小型车限速60 km·h、大型车禁止驶入场景下,碰撞时间均值、中值大于未限速场景,各车道的行车安全性均能得到保障;提出的雨天可变限速控制方法合理,且具有一定工程适应性,能为异常天气高速公路宏观车流主动防控提供理论支撑。

摘要：实现对滚动轴承的精确诊断,关键是选择调制性较好的特征频率区间并对所选区间的特征信号进行精细分析。针对这一问题,提出了基于改进后的小波分析和Hilbert包络普对滚动轴承的故障诊断。首先,对采集的故障轴承特征信号进行小波分解、降噪、重构,然后根据边带相关算法的基本思想在重构后的特征信号中得到滚动轴承特征信号的最佳调制信号区间,最后,对该区间内的特征信号用希尔伯特包络普进行包络分析,使其图形化呈现,并将其与正常轴承特征信号的包络图对比,由此判断是否出现故障。通过对SKF6203型滚动轴承的诊断,证明该诊断方法可以取得精确而又有效的诊断结果,为旋转类机械故障诊断分析提供了新思路。

摘要：提出一种用于工业机器人操作空间连续轨迹规划的平滑曲线过渡算法,以提高工业机器人在连续轨迹过渡时的运动速度.该算法的主要目的是在保证连续轨迹过渡精度和工业机器人物理约束的条件下充分发挥工业机器人的能力,尽量提高过渡区域的速度,减少过渡所需时间,同时尽可能地使计算过程简便,以便用于在线规划,提高算法的通用性.该算法以给定速度为零的路径衔接点为基准,根据过渡半径参数得到2个速度不为零的过渡节点,在过渡节点之间采用一种有限项的正弦级数进行曲线拟合.而在非过渡区域只需采取经典的起止速度及加速度满足约束值的直线轨迹规划算法或圆弧轨迹规划算法.通过MATLAB仿真和一种两自由度高速并联机械手的实验验证了该算法的效果.该算法可以实现典型路径的在线轨迹规划,且轨迹通常不随速度参数的更改而变化,计算过程简便,故具有较大的应用价值和发展空间.

摘要：【目的】磨削作为一项木质材料精加工技术,研究木质材料磨削过程中的材料去除行为对提高磨削效率和加工表面质量具有重要意义。【方法】本研究设计了木质材料单磨粒磨削实验平台,采用横向划擦法,利用扫描电镜和3D轮廓仪考察了单磨粒在中密度纤维板(MDF)和红松(Pinus koraiensis)表面形成的划擦痕迹形貌,并测定了相关特征参数,分析了最大磨削深度、沟壑面积对隆起比的影响,并根据磨粒与试件接触过程中磨削力、综合摩擦系数的变化情况,研究磨粒引起的材料变形。定义λ为划擦方向与木材纹理方向之间的夹角。【结果】与金属磨削过程不同,中密度纤维板和红松划擦时形成的隆起区域很小。红松横纹划擦时(λ=90°),被磨粒切刃横向割断的木材在试件表面形成断茬,局部接触区域发生压溃式切削。红松顺纹划擦时(λ=0°),隆起比集中在0～0.05,而中密度纤维板的隆起比呈现高度离散。在对红松进行横纹划擦时,法向磨削力Fn和切向磨削力Ft均呈剧烈振荡,而在中密度纤维板和红松顺纹划擦过程中,Fn和Ft都近似符合正态分布,并且随着磨粒切入试件深度的不断增加,Fn和Ft均随之增大,最大值出现在最大切入深度处附近。就中密度纤维板而言,Fn大于Ft,而红松顺纹划擦时Ft略大于Fn。无论是中密度纤维板还是红松顺纹划擦时,磨粒切入试件形成沟壑后半段的综合摩擦系数略大于初期。【结论】红松磨削过程中,其内部的孔隙(如轴向管胞、解剖学上的植物内部腔洞等)分布和木材纹理方向对材料的变形流动、加工表面质量有着重要影响。中密度纤维板较红松而言,在磨削痕迹两侧产生较多的塑性隆起,隆起比随磨削深度、沟壑面积变化呈现高度离散。在磨粒切入试件过程中,磨粒所受的综合摩擦力是逐渐增大的。

摘要：为了更好地研究电磁膨胀环实验加载技术,利用带有电磁模块的LS-DYNA三维动力学有限元程序对电磁膨胀环加载过程进行三维数值模拟。分析了螺线圈绕法、加载电流波形、膨胀环截面尺寸和轴向位移对电磁膨胀环实验结果的影响。计算结果表明,连接带缺口螺线圈的圆圈绕线方法优于均匀过渡绕法,加载电流峰值与膨胀环径向速度峰值近似成线性关系,适当增加膨胀环截面轴向的宽度可提高膨胀环运动稳定性,双螺线圈模型可有效减小膨胀环轴向位移。

摘要：基于支盘式锚杆室内模型拉拔试验,探究荷载–位移曲线的变化特征和轴力传递特性,然后在此基础上探讨支盘式锚杆的力学模型,推导出盘端阻力的理论计算公式,结合锚-土界面的双曲线非线性模型,采用分段变形协调迭代算法建立荷载传递计算模型,并与实测数据进行对比验证,最后对极限扩孔压力分布、支盘挤扩角等参数进行敏感性分析。研究结果表明,荷载–位移曲线可划分为三阶段,轴力分布沿锚固体深度呈减小趋势且在支盘处发生台阶状突变,荷载比也不断增长;计算模型所得结果与室内实测数据基本一致,验证了本模型的有效性;支盘的极限扩孔压力沿支盘径向先快速非线性增长后缓慢减小,其峰值随着位移增大而增大并以支盘中心为圆点径向外移,整体分布由"锥台状"发展为"圆柱状";挤扩角大于50°时,对锚杆承载性状影响显著。研究结果对支盘式锚杆的受力分析和设计具有重要的理论及实际意义。