摘要：为研究不锈钢管螺旋筋海洋混凝土短柱的轴压性能,以螺旋筋直径与间距、纵筋直径与数量、螺旋筋与纵筋的截面配筋率之比为变化参数,设计了17组共51个轴压短柱进行静力加载试验,观察了短柱的受力破坏过程及形态,获取了轴向荷载-位移曲线及各钢材应变曲线,基于试验数据,分析各变化参数对该类短柱的承载力、轴压延性、耗能能力、损伤发展的影响规律。结果表明:短柱破坏形态均表现为不锈钢管局部屈曲压皱和混凝土斜向剪切破坏;配置螺旋筋和纵筋可以使短柱的承载力增大14.95%,延性系数增大73.25%,耗能系数增大19.69%,并抑制短柱的损伤发展;相同换算截面配筋率下,随螺旋筋间距增大(直径增大),短柱承载力、延性、耗能均呈递减趋势;随纵筋直径增大(数量减少),短柱承载力表现为先减小后增大、延性先增大后减小、耗能递减;螺旋筋与纵筋截面配筋率最优比值为0.875。最后提出了该类短柱的轴压承载力计算式,其计算值与试验值吻合良好。

摘要：为满足楔横轧工艺研究的需要,推动板式楔横轧机在我国的应用与发展,中国科学院金属研究所与白俄罗斯科学院物理技术研究所共同开展了高精度板式楔横轧机(IM500)的研制工作。IM500轧机采用卧式水平结构和液压驱动的单板可动设计方案,由主体机械结构、液压站、电控柜三部分组成。在主体机械结构方案设计过程中,采用有限元模拟方法进行同步校核优化。在IM500轧机上,分别采用45钢、GH4169、TC11三种材料进行楔横轧实验。结果表明该轧机具有轧件尺寸精度高、维护和更换零部件方便、自动化程度高等突出优点。

摘要：现有的超高压电抗器电感解析和经验计算公式误差大于工程要求的1%,电感计算误差大时会导致电抗器的优化结果较差。该文基于电磁原理建立修正电感计算经验公式,将误差降低至约1%,并建立先验电磁原理的可辨识电感计算灰箱模型。基于数值模拟得到电感样本数据集,通过引入自适应变异因子和最优个体,建立改进差分进化算法并对灰箱模型进行参数识别,得到0.1%误差的高精度电感计算模型。使用带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对超高压电抗器进行优化设计,将电抗器的导线质量和损耗分别减少了21.4%、18.6%。实验证明了经参数辨识得到的电感计算灰箱模型的正确性和优化方法的有效性。该文建立的电抗器电感参数辨识方法为高精度电感计算提供了一条新的理论和实践思路。

摘要：盐水微液滴蒸发结晶在海水淡化、晶体制备、药物预混合和颗粒筛选中具有非常重要的作用。通过计算流体动力学模型,对不同疏水界面传热系数和不同直径疏水平台上的NaCl盐水液滴蒸发过程开展模拟研究,主要通过模拟预测了液滴内流体在温度和浓度差作用下的环流演变机制。模拟结果通过光学可视化和红外热成像仪进行了验证。结果表明,常温蒸发下,NaCl液滴内部的环流主要由Rayleigh对流和溶质Marangoni效应主导。不同的固液界面传热系数会影响液滴的升温速率和温度分布,当温差大于一定值时,热Marangoni效应可以主导液滴内部环流。基于Rayleigh数和Marangoni数的调控区间制得了流场演变相图,有效地预测液滴内部的环流状态。盐水液滴内环流方向和持续时间可以通过调整热Marangoni效应来控制,从而影响最终蒸发结晶的晶体形貌和沉积分布。这项工作可以为蒸发界面设计、蒸发结晶的过程控制等提供理论依据。

摘要：装配式结构具有成本低、工期短和绿色施工等优点,因此中国正在大力推动装配式技术的应用.装配式技术应用于高速公路隧道建设中时,预制装配式仰拱与现浇衬砌接头处存在较大的安全隐患,容易发生剪切破坏.为了探究该类装配式结构接头处直剪受力状态下的抗剪力学性能,以接头的界面植筋率、界面尺寸和界面处理方式作为变化参数,设计并制作了21个“Z”字形试件开展直剪试验,观测了试件失效的全部过程以及破坏形态,获取了试件的剪切-滑移曲线,系统地分析了接头直剪力学性能的变化规律.结果表明:试件破坏分为植筋剪断和混凝土失效两种破坏形态;随着界面植筋率增加,试件极限抗剪承载力、延性和抵抗界面损伤演化的能力均随之提升;界面植筋率由0.7%增至1.1%时,极限抗剪承载力提升最大为66.4%;界面凿毛处理后试件的抗剪性能更优,其延性提升最大为41.5%;界面植筋率相同时,随着界面尺寸的增大,抗剪承载力随之提升,最大提升64.8%;试件抗剪性能存在一定的尺寸效应,界面尺寸较小试件的抗剪承载力随界面植筋率增加而提升的效果不显著.最后根据相关规范计算方法,基于试验结果和拓展的剪切-摩擦理论,提出了改进的预制装配式仰拱与现浇衬砌接头的抗剪承载力计算公式,计算值与试验值吻合度良好.

摘要：健康医疗领域中往往需要曲面光源照射曲面被测物,如何设计发光二极管(LED)阵列,使其产生均匀的照度分布具有一定的研究意义。为此,将柱面LED曲面面阵分成两部分,直线LED阵列和环形LED阵列。对曲面LED阵列光源和柱状曲面目标接收面的光场分布构建了反映照度分布的目标函数,确定了环形LED阵列的照度均匀性由LED灯珠的光辐射参数、灯珠阵列曲面半径、接收曲面半径和相邻两灯珠之间的夹角决定。采用TracePro光线追迹法分别计算了两种阵列的照度分布情况,通过优化LED曲面面阵排布,在柱面目标面上产生了均匀的照度分布。

摘要：干旱半干旱地区生物结皮与草本植物互生,发挥了重要的水土保持价值,但二者的耦合作用对坡面土壤产流-入渗过程与机理的影响尚不清楚。本研究利用人工模拟降雨试验,设计裸土、生物结皮、长芒草、长芒草+生物结皮4种坡面处理,研究生物结皮与草本植物的产流-入渗过程与径流水动力学特征。结果表明:2个有生物结皮处理的坡面产流量变化平稳。4种处理的总产流量大小分别为:生物结皮>长芒草+生物结皮>裸土>长芒草,说明生物结皮具有抑制土壤水分入渗的作用,而长芒草可促进土壤水分入渗。在土壤深度为16和24 cm处,生物结皮处理的累计入渗量均小于长芒草+生物结皮处理,且差异显著,说明随着土壤深度增加,长芒草会减小生物结皮抑制水分入渗的作用。除了裸土坡面的弗劳德数(Fr)大于1以外,其余3种处理的Fr值小于1,属于缓流。生物结皮、长芒草和长芒草+生物结皮处理坡面的径流动能比裸土坡面分别减少83.3%、59.5%和88.1%。综上,水动力学参数的变化说明生物结皮调控径流的作用大于长芒草。

摘要：目的比较3D打印种植导板引导前牙牙种植在不同术式下的精度。方法选择21例(32个牙位)牙缺失患者,制作仿真翻瓣与不翻瓣颌骨模型,分为翻瓣组(FP组)与不翻瓣组(FPS组),分别设计制作牙种植导板,比较两组牙种植体实际位置与术前规划在顶端、底端、垂直向距离的偏差值和角度偏差值。采用SPSS 19.0软件对数据进行统计学分析。结果FPS组与FP组种植体顶端、底端、垂直向距离偏差值和角度偏差值的差异均有统计学意义(P<0.05);与FPS组相比,FP组偏差值更小,精度更高。结论3D打印种植导板可提高牙种植的精确性,翻瓣与不翻瓣的不同术式对牙种植精度有一定的影响,临床医生可根据实际情况合理选择术式。

摘要：真空断路器弹簧操动机构中四杆机构杆件结构与合闸弹簧参数对动触头合闸速度和位移特性具有直接影响,包括冲程弹跳与机构磨损量等。以10kV断路器用弹簧操动机构为对象,采用SolidWorks软件建立运动系统三维模型;引入动力学仿真软件ADAMS对三维模型进行运动特性分析。在保证分闸储能位分闸弹簧压缩量不变的条件下,以连架杆与连杆尺寸、合闸弹簧预紧拉力为优化变量,以动触头最高瞬时速度最低和相对杆长之和最小为目标,采用DOE参数化分析方法对机构进行多参数多目标优化设计,以调控机构输出特性。

摘要：人机共融是新一代机器人的重要特征。针对跟随型移动机器人在人机共融环境中的跟随与避障控制问题,提出一种基于拓展社会力模型的柔顺跟随与避障控制策略。基于阻抗控制设计可同时控制人机交互力和位置偏差的跟随控制器,实现了移动机器人的柔顺跟随。考虑“人-机器人-障碍物”三者的交互作用,基于拓展社会力模型和空间关系学设计人机友好的柔顺跟随避障控制策略,有效解决跟随机器人的避障问题,同时保障了人的舒适性,提升了跟随机器人的社会接纳度。仿真结果表明:该策略可以实现人机友好的柔顺跟随避障控制。