摘要：为了深入研究碳纤维增强复合材料(CFRP)缆索悬索桥索夹的合理设计参数,首先介绍了复合材料的Tsai-Hill失效准则,并利用解析法推导了主缆在索夹处的弯矩估算公式,在此基础上提出了一套关于CFRP缆索悬索桥索夹的设计计算方法。然后利用该方法对CFRP主缆上的索夹性能指标进行了参数分析,研究了主缆丝股直径、索夹间距、索夹长度、螺栓张拉力、螺栓间距、CFRP-钢摩擦因数、CFRP自身摩擦因数等设计参数对索夹受力性能的影响。结果表明:通过减小丝股直径、增大索夹长度、增加螺栓张拉力并减小螺栓间距、增加索夹和丝股摩擦因数等措施,可显著改善索夹的受力性能;索夹间距应在合理范围内取值,过大或过小都是不利的。

摘要：为改善斜拉桥平行钢绞线拉索以索力控制张拉时需多次重复张拉的复杂操作工序,并减少由此产生的累计误差,同时使得张拉完成后每股钢绞线拉力分布更均匀,选择以钢绞线的无应力长度作为控制张拉的对象,设计了以无应力长度控制钢绞线逐根一次张拉到位的施工方案,并对其进行优化。考虑拉索的几何非线性,建立单根钢绞线的几何状态方程,确定其在目标索力下控制张拉的无应力长度;在实际施工中以该无应力长度控制张拉单根钢绞线,运用分阶段局部寻优的数值方法,考虑实际施工误差和塔、梁变形等因素,对实际施工索力与设计目标索力之间存在的误差进行修正,寻求对应实际工况的控制张拉无应力长度,以实现一次张拉到位、张拉完成后每根钢绞线拉力相等且成桥索力也更精确的目的;最后,通过计算机仿真算例模拟实际工况进行验证。结果表明:对给定的设计成桥目标索力,采用无应力长度控制张拉方案可一次张拉到位,考虑施工误差进行优化后控制张拉的无应力长度与对应实际工况的无应力长度相差较小,经过二次优化后,施工张拉索力与设计目标索力的相对误差为0.72%,且张拉完成后每根钢绞线拉力相等,满足施工要求;相关计算程序经固化后嵌入智能千斤顶可用于斜拉索张拉施工。

摘要：推导了后掠桨尖剖面法向马赫数和等效迎角与矩形桨尖的关系,指出前飞状态下旋翼后掠桨尖上的法向来流并不一定总比矩形桨叶小的新结论,进一步得出了在后掠桨尖上出现较大法向来流马赫数的解析区间,并给出了克服这种情况出现的解决办法;提出了保持前缘法向来流速度为常数的桨尖设计方案。然后,采用CFD方法,针对后掠新型桨尖旋翼的悬停和前飞跨声速流场进行了数值模拟,并结合理论分析的结果,深入地分析了桨叶后掠对旋翼流场、气动特性的影响,得出了后掠桨尖流场的细节特征,尤其是桨尖附近的激波位置、范围和强度的变化规律。

摘要：为了在水泥混凝土路面设计方法中合理考虑冻融损伤对路面使用寿命的影响,基于疲劳损耗等效原理,提出通过引入冻融损伤系数kd来考虑冻融损伤对路面使用寿命影响的方法,分析了抗冻等级、年平均交通增长率、区划参数以及最大温度梯度标准值、材料参数和面层厚度等因素对kd的影响。结果表明:除抗冻等级外,其他因素对kd的影响不大;当冻融介质为水溶液时,kd值在0.8左右变动;当冻融介质为盐溶液时,kd值在0.7左右变动。研究成果为在水泥混凝土路面设计中考虑冻融损伤效应提供了一种方法。

摘要：为了确定涵侧填土对提高高填方涵洞地基承载力的作用,结合基底土体的受力特点进行分析,推导了普朗特尔和普朗特尔-雷斯诺极限承载力公式。根据相似原理设计了不同涵侧填土高度的室内模型试验,模拟粉质粘土地基受荷变形直到破坏的过程,由荷载-沉降曲线测得不同填土高度的极限承载力,并对填土临界高度问题进行了分析;同时对比了按照《公路桥涵地基与基础设计规范》和《建筑地基基础设计规范》以及经验公式计算的值与实测值的误差。结果表明:随着侧填土高度的增加,地基承载力明显提高,但提高速率为非线性,先从18.4%增加到36.83%,然后减小到8.91%;计算临界高度内的地基承载力时,不仅要考虑选取合适的计算公式,还应考虑不同试验方法所提供的计算参数的影响。

摘要：湖北宜来高速溇水河大桥跨越宽300 m以上的U形沟谷,两岸地势陡峭,两岸山体高差近36 m,为减少施工开挖对环境的破坏、保证结构安全性和经济性,经方案比选,该桥最终采用附加内力小、适应基础变位能力强、因地制宜的主跨310 m双铰高低拱座中-下承式钢桁架拱桥。为满足高低拱座拱桥的结构受力、提高工业化制造效率,该桥拱轴线采用虚拟计算跨径340 m、矢高86.2 m、拱轴系数1.7的整体悬链线方案。主拱肋采用2片N形桁架结构,单片拱肋采用等截面扁平钢箱结构,主桁节点采用整体栓焊节点,2片拱肋桁架横向中心距27 m,通过米撑及K撑连接。桥面系采用传力明确、经济性好的纵梁结构体系钢-混组合梁,且在端横梁外侧增加小边跨解决边跨梁端出现负反力的问题,梁端设置速度锁定器约束装置。为解决拱脚在多重荷载作用下的受力及耐久性难题,提出拱脚铰轴采用摇摆式铰轴构造。整体及局部分析表明,该桥具有较好的静、动力性能。

摘要：为优化城市群综合客运枢纽布局,提出了基于城市群的分层轴辐式综合客运枢纽网络,在分层枢纽选址模型的基础上,设计了更小规模的变量和约束描述该网络,加入枢纽覆盖范围约束和城市群枢纽数量约束,构建了综合客运枢纽分层布局优化模型,并用优化软件Cplex求解,最后以Turkey Data设计算例验证了模型的有效性。结果表明:考虑枢纽覆盖范围和城市群枢纽数量的限制能大大减少模型求解时间,所得的枢纽布局方案更具公平性并更符合实际;枢纽覆盖范围和通道固定成本对枢纽布局方案影响较大;枢纽规划部门应对枢纽覆盖范围和通道固定成本进行调研,以制定合理的枢纽布局方案。

摘要：给出了柴油机启动发电机一体化(ISG)电机启动扭矩和最大功率这2个关键性能参数的设计方法。以曲轴系统运动学分析和倒拖试验相结合来设计启动扭矩;以驾驶循环统计分析来设计最大功率。最后以Ford Explorer SUV车型为例给出了设计参数,并使用动力系统分析工具包PSAT软件进行了仿真计算。仿真结果表明:在保持车辆原有动力性的情况下,安装了ISG混合动力系统的车辆油耗在城市循环时下降了35%,在高速循环时下降了27%。

摘要：为了能够深入认识自由活塞斯特林发动机动力活塞的运行特性,找到提高自由活塞斯特林发动机效率的方法,对配气活塞固定不动时的动力活塞的气体作用效应进行了理论分析,并设计了动力活塞的单独运动实验,在此基础上提出了动力活塞自然频率的计算公式。研究了压缩腔压力波超前与滞后动力活塞位移两种情况下动力活塞受到的气体力的作用情况,采用旋转矢量法阐述了气体力的作用机理。当压力波超前或滞后活塞位移小于90°时,一部分气体力发挥了气体弹簧的作用,使系统自然频率增大;当压力波超前或滞后活塞位移大于90°但小于180°时,一部分气体力发挥了惯性力的作用,使系统自然频率减小,且热源温度越高,系统的自然频率越大。利用本实验室的一台自由活塞斯特林发动机进行实验,验证了上述气体力作用的效应与规律,利用此理论计算系统自然频率和实验相差不超过2%,使得斯特林发动机成功启动。

摘要：为研究航空微型涡轮发动机离心压气机的失速机理,采用数值模拟的方法,对压气机在设计点和近失速点的流场特征进行了研究,并对叶尖泄漏涡进行了建模。结果表明:在近失速工况下,更多的来自轮毂处的低能流和二次流会汇入叶轮通道近壁面的低速区,使得叶尖的堵塞加重,泄漏涡轨迹的偏转及其卷吸作用可能是造成这种现象的原因。通过在压气机机匣外侧引入虚拟镜像涡的方法,应用机翼涡对的不稳定性理论和面涡模型对泄漏涡建立了模型。应用该模型对本文研究的离心压气机以及三个国内外具有典型代表性的压气机进行了预测,表明模型得到的频率同计算和实验结果具有较好的吻合性,对德国宇航院压气机的预测频率与其实际频率的误差仅为2.8%。总体而言,当间隙高度较大时,模型的预测更为准确。