摘要：深部岩体具有块系等级构造特性,在岩石动非线性力学行为中扮演重要角色。为探索深部岩体的动态力学特性,研制块系岩体动态特性测试系统。该系统主要由加载装置和量测系统组成,其中加载装置以激振器作为动力源,能够对由块体组成的结构体系施加水平静载、水平冲击和垂直冲击等多种形式的动静组合加载;量测系统由加速度传感器、电荷放大器、光纤位移计、动态信号测试分析系统组成。将试验系统应用于花岗岩块体模型一维动力冲击试验中,获得冲击振动条件下波传播的频谱、振幅特征。试验情况表明,该系统设计合理,操作方便,量测精度高,可用于研究块系岩体非线性岩石力学现象。

摘要：为解决大型空间机械臂地面微重力模拟实验问题,设计了一种3维主动悬吊式重力补偿系统.系统主要由水平2维直线运动单元与竖直重力平衡吊挂单元组成,在竖直方向上通过恒张力控制思想实现微重力模拟,并给出了带负载的伺服电机的数学模型.提出一种基于模糊PID(比例―积分―微分)参数整定的力/位混合控制方法,并研究了在未知负载干扰、系统干扰以及机械臂不同运动速度下控制器的控制性能.仿真实验结果表明,该控制方法能够将重力补偿精度保持在0.3%F.S(全量程)之内,使得系统具有较强的鲁棒性和动态响应能力.

摘要：面向在小天体非确知、非结构性表面安全稳定附着的技术需求,设计了一种可同时在偏移和扭转共6个自由度上实现对抓附区域星表地形被动自适应的串并混联机构,并完成了其工作空间优化。首先,针对附着过程中附着装置与星表拟合球面不居中问题,提出了一种3-RSPS串并混联被动自适应机构设计方案;进而,采用修正的G-K公式计算了该机构的自由度,基于空间位置矢量法推导出其逆运动学模型,并通过虚拟样机仿真验证了逆运动学模型的正确性;最后,采用数值搜索方法完成了该机构的定姿态工作空间分析和基于NSGA-II算法的多目标优化。结果表明:相较于目前广泛应用的3-SPS并联机构,本文所设计的星表地形自适应机构的全局工作空间提高了40.9%,优化后,又进一步提高了21.3%,可适应更加崎岖陡峭的小天体星表地形,具有较好的工程价值。

摘要：纤维织物的等离子体表面改性有时需要较大面积或体积的低温等离子体环境以提高效率,为此设计了一种同轴多棒电极结构的重频纳秒脉冲放电发生器,能够在无阻挡介质的大气压空气中稳定地产生较大体积的低温弥散等离子体。用这种等离子体对不同目数的尼龙66纤维进行处理。采用垂直芯吸效应法测量了不同放电条件下尼龙表面亲水性能的变化。使用原子力显微镜和X射线光电子能谱分别观察尼龙表面微观结构、极性官能团种类和数量的变化。结果表明:纳秒脉冲放电等离子体能明显地使尼龙66纤维发生表面刻蚀,表面粗糙度增加,同时增大表面能,改善亲水性能。另外,就弥散等离子体处理时间和脉冲重复频率对处理效果的影响开展了比较研究。

摘要：针对扫地机器人工作场景复杂、算力受限等问题,通过搭载自研视觉模组,设计实现了低算力需求、高精度的视觉同步定位建图与实时避障方案,解决了视觉机型相较雷达机型建图精度低、物理碰撞多等问题,通过应用区域划分与用途预测算法优化整体室内清洁策略与路径规划,清扫覆盖率提升4.19%,污渍清扫完成度提升36.7%,障碍物导致的故障率低于5%.此外,针对轻量移动机器人算力受限问题,在YOLOv5目标检测模型基础上进行改进,使其适应扫地机器人硬件与场景要求,并较同平台处理速度提升了30%.实验采用自研嗅觉传感器设计燃气泄漏、食物腐败等情形的报警功能,增加了污渍识别、家居建模、巡逻看家、失物寻回等实用智能家居服务.

摘要：深地下结构在爆炸地震波作用下的动力响应是防护工程设计和评估的重要问题,发展适应深部特点的快速计算方法具有重要意义。采用集中质量方法将圆形隧道离散为有限自由度体系,并将爆炸地震波的作用看作一系列作用在集中质量上的动力,利用局部变形理论将围岩的弹性抗力简化为弹性链杆,采用矩阵力法考虑结构在各种内力作用下产生的自身变形和弹性半空间的变形,并据此建立结构动力方程矩阵。通过对结构动力方程的求解,可以得到结构的动力集中系数和结构内力、弯矩、位移等参数。采用所提出的方法计算一个算例,分析围岩等级、荷载作用位置、正压作用时间以及入射波角度等因素对隧道衬砌结构动力响应的影响。

摘要：建立了基于部件低转速特性匹配的串联式涡轮基组合循环(TBCC)发动机风车冲压模态性能计算模型,提出了压气机低转速大流量特性扩展方法,由换算扭矩代替等熵效率表示旋转部件特性,解决了低转速部件效率不连续相关问题。分析了冲压外涵面积变化和涡轮功率提取对风车冲压模态性能及部件匹配的影响规律,并基于推力、流量连续准则设计了涡轮模态至冲压模态转换过程(含风车冲压模态)的参数调节规律。计算结果表明:在风车冲压模态下,冲压外涵面积变化对风扇工作状态有显著影响,对压气机影响较小;涡轮可提取功率随着风车转速的减小先增加后降低,比冲随提取功率的增加基本呈线性降低趋势,功率提取位置(高、低压涡轮)对部件匹配有显著影响。

摘要：超重型切削过程中，刀具的高温失效是硬质合金刀具破损的主要形式之一。首先，通过理论分析、切削仿真及数学模型进行切削热产生过程分析，并研究切削温度对硬质合金刀具变形抗力的影响；然后，进行切削温度及材料高温硬度测量实验，实验结果验证模型有效，硬质合金和工件材料试块的硬度在1000℃时分别下降了28％和60％左右；最后，从刀具几何结构优化设计和复合涂层技术两方面提出超重型切削专用硬质合金刀具抗高温性能的提效措施，在5组切削参数下进行刀具寿命对比实验，优化设计的XF8刀具寿命是YT15刀具的2～5倍。研究结果可以为重型高效切削刀具技术的研究及推广提供借鉴。

摘要：作为一所拥有百年历史的“自由”学校,夏山学校对学生违规行为的惩戒独特而富有教育意义。在惩戒的价值取向上,惩戒的性质是对社区规则的学习过程而非道德宣判,其目标是保护与教育儿童,既体现“双向保护”的未成年人保护原则,又体现面向全体学生的警示教育原则。在惩戒的决策主体和程序上,以学生为主体的全校大会讨论违规行为并做出惩戒决策,决策程序遵循师生绝对平等和民主原则,对决策结果有异议的学生可通过申诉程序维护合法权利。在惩戒方式上,夏山学校有许多颇具创意的惩戒方式,并通过校内各类委员会和同伴压力保证惩戒有效执行。在惩戒的文化理念上,体现了“以非放纵的自由获得自律之自由”的自由发展理念,“用爱解决学生的问题行为而非惩戒问题学生”的理性之爱理念,以及“使有形规则与无形秩序交织的高满意度社区”的共同体生活理念。

摘要：深长隧道突水地质灾害中的最小安全隔水岩层厚度研究对于工程设计施工具有重要指导意义。基于相似模型试验的方法,研制出一套深长隧道突水地质灾害三维模型试验系统。该系统由三维模型试验主装置、试样成型装置以及模拟隧洞开挖卸荷掘进装置组成,能够满足模型对所受地应力场、水压等初始环境的模拟。试验系统具有荷载稳定、可精确模拟隧洞开挖、试验方便简洁、周期短并能开展大样本统计试验等特点。将该试验系统应用于成都—兰州(成兰)铁路线龙门山隧道的突水三维模型试验中,试验围压、轴压为0.6 MPa,水压为0.2 MPa时,获得模型最小安全隔水岩层厚度为47 mm,试验结果可有效指导工程的设计与施工。