摘要：为探索高效合理的暗柱预制空心剪力墙连接方式,解决连接施工和质量检验困难的问题,提出了3种水平接缝连接方式:暗柱通过竖向附加钢筋贯通连接、U形钢筋间接搭接及钢节点连接.通过3个暗柱预制空心剪力墙和1个现浇空心剪力墙的拟静力试验,研究了各试件的抗震性能与水平缝工作性能.结果表明,各试件均呈现压弯破坏特征,实现了预期的强剪弱弯目标.预制试件的延性系数在4左右,与现浇试件相比,各预制试件耗能与变形能力稍弱.各预制试件极限位移角为1/56~1/67,弹塑性变形能力满足现行规范要求.试件水平接缝处易形成贯通裂缝,但水平抗剪构造可满足抗剪需求.分析了基于规范计算试件抗弯承载力的适用性,并提出了考虑水平缝影响的抗弯承载力计算方法.

摘要：以葡萄糖为碳源、NaNO3为模板和造孔剂,通过高温炭化法以及NH3高温后处理合成了多级孔氮掺杂碳材料NC-X-T[X为NaNO3与葡萄糖的质量比,T为温度(℃)]。采用N2吸附-脱附、XRD、XPS、SEM、TEM对NC-X-T的比表面积、孔径分布、晶体结构、化学组成以及形貌进行了表征与测试。以NC-X-T为催化剂、过硫酸氢钾(PMS)为氧化剂,在不同条件下进行了苯酚的降解。结果表明,造孔和掺氮过程的协同可极大提升NC-X-T的催化性能。0.005 g NC-0.5-800及质量浓度1.0 g/L PMS在40 min内可将100 mL 5.3×10^(–4)mol/L苯酚完全降解,反应速率常数高达0.397 min^(–1),优于大多数金属及非金属催化剂。利用XPS对降解过程中NC-X-T的稳定性进行了研究,证实碳材料的氧化是其失活的主要原因,经过高温无氧处理可以恢复其部分催化活性。

摘要：为了满足实际生产需求,在工业中常使用两台或者多台起重机协作完成大型运输任务.双桅杆式起重机负载能力强,工作姿态灵活,在大型建筑工地上得到了广泛应用.然而,现有控制方法大多针对动力学特性相对简单的双桥式起重机,而对耦合性更强、动力学特性更复杂的双桅杆式起重机关注不足.为解决此类系统的控制难题,本文通过分析系统的几何约束与动力学模型,得到状态变量及其高阶导数之间的关系,从而实现双桅杆式起重机非线性动力学模型的合理变换.随后,本文准确分析了吊臂俯仰角与负载姿态角之间的关系,通过计算得到双桅杆式起重机的时变振荡周期,设计了一种极不灵敏型输入整形器.最后,实验结果验证了所提时变输入整形控制方法能够实现起重机的准确定位及良好的消摆效果.

摘要：针对当前高铁站房能耗高、形式趋同的问题,提出回应不同气候的通过式空间界面适度开敞的设计策略.运用基于建筑信息建模(BIM)的性能模拟工具,构建高铁站房典型模型;通过风环境和热环境模拟分析,确定不同气候区界面开敞的时间段.实验结果表明,除夏热冬暖地区(以广州为例)以外,在其他气候区的夏季典型计算日里,通过式空间界面开敞可行,满足室内热舒适性要求.在全年特定时间段,界面开敞有利于站房节能减排,尤其在夏热冬冷地区(以上海为例)和寒冷地区(以北京为例)的节能率分别达到44.8%和32.2%,减碳率分别为36.1%和21.3%.界面开敞策略在高铁站房绿色设计方案中具有重要应用潜力,能够为高铁站房空间形式的地域性表达开拓思路.

摘要：随着第五代通信网络技术(5G)的发展,智慧城市中物联网(Internet of Things,IoT)的应用规模和多样性呈现出爆炸式增长.海量的智能传感设备组网给高动态的物联网通信服务质量带来了巨大的威胁.部分关键设备节点的失效以及网络攻击易引发物联网的链锁崩塌效应,影响网络应用的服务质量.因此,如何优化大规模物联网拓扑的鲁棒能力成为当下的研究挑战.目前,针对物联网拓扑结构的优化问题,研究者们提出了启发式算法、智能学习机制和多目标优化策略等创新方法提高物联网拓扑结构的鲁棒能力.但是,这些方法需牺牲巨大的计算资源来获得不成比例的鲁棒性能增益,网络规模越大,该现象越明显.为了解决这个问题并平衡计算开销和提升鲁棒性能,本文提出了一种基于网络模体(Motif)的轻量级物联网拓扑优化策略LITOS.首先利用物联网拓扑结构的社区属性,设计一种基于网络模体的异步社区发现算法,将大规模复杂拓扑结构分解为轻量级局部网络拓扑.然后,基于CPU多核心的计算资源,设计深度强化学习机制,异步优化轻量级物联网局部拓扑结构,从而降低网络整体优化运行时间,提高拓扑结构鲁棒能力.在实验方面,与其他先进的优化算法相比,该策略在运行时间方面降低了1~2个数量级,在鲁棒性提升方面,与最优算法相差大约10%.

摘要：纳米金属层状材料具有优异的力学性能、抗辐照损伤性能和热稳定性,在诸多领域有着广阔的应用前景。但强度的上升往往伴随着塑性的降低,如何有效地平衡层状材料强度与塑性之间的矛盾,仍是目前层状材料界面设计的巨大挑战。当层厚减小至纳米尺度,界面所占比重大幅上升,可动位错的密度急剧降低,界面成为塑性变形的源头。因此研究界面结构与其塑性变形行为之间的关系,是理解纳米层状金属材料微观变形机制及其对力学性能影响的关键。结合目前国内外纳米金属层状材料研究的最新进展,本文以常见层状材料体系为例,系统阐述了界面强化机制、界面结构、界面主导的强度及塑性变形行为和主要界面调控方法等关键科学问题,并对层状材料界面研究发展趋势进行了展望。

摘要：以往的研究表明桩-土相互作用和水-桥墩相互作用均会显著影响桥墩的地震响应。该文通过离心机振动台试验研究了同时考虑桩-土相互作用和水-桥墩相互作用的桩基桥墩地震响应特征,以1∶50为比例缩尺设计了试验桩基桥墩模型,模型安装在层状剪切箱中,土层为200mm厚度软土,土层上部的水深为300mm。试验考虑了小震、中震和大震三种强度地震激励,获得了模型的位移、弯矩、动土压力和动水压力试验数据。通过试验结果分析表明,桥墩的位移增长率随地震强度的增大而减小;桥墩和桩基的最大弯矩分别在墩底和桩顶位置,且桥墩水下部分沿墩身的弯矩增长率明显大于水上部分;动土压力在桩中和桩底较大,在桩顶较小;动水压力在桥墩上部变化较小,在桥墩底部和承台明显增大。

摘要：目的:研究一种两自由度坐立转换辅助装置的设计和轨迹控制方法。方法:对20名受试者分组进行坐立转换实验,分析受试者在不同坐立转换阶段的运动轨迹及运动学特征参数。结果:给出了3组不同百分位和不同性别的人体的推荐坐立转换轨迹;提出了坐立转换辅具的设计方案,并设计了一款基于膝关节支撑的两自由度人体坐立转换辅具;建立机电控制系统,实现了两自由度人体坐立转换辅具的运动控制。结论:坐立转换过程采用膝关节支撑可以提高站立辅助的效果,并提高安全性。各种类型的患者身体状态有所不同,该坐立转换辅具可根据不同患者的身体状态进行辅助阶段的选择。

摘要：机器人机构逆运动学分析是开展其性能建模和优化设计的基础.然而,现有并联机构运动学逆解方法主要是针对给定位姿下驱动关节运动变量的求解,而对于非驱动关节运动变量则需基于机构的几何特性,通过反复迭代消元计算获得,因而难以形成代数化求解流程和数字化分析软件.针对上述问题,提出一种基于有限旋量的并联机构全关节位置逆解求解方法并开展其数字化软件研发.首先,提出并联机构全关节位置解求解流程,构造并联机构末端及其支链的初始位姿,利用有限旋量建立运动方程,并通过数值方法对运动方程进行求解.以一类两转动并联机构4RSR-SS为例,计算各支链的全关节位置解,并与仿真结果对比验证解的准确性.然后,在此基础上,建立全关节位置解的数字化算法,基于B/S架构开展并联机构运动学分析软件开发,构建运动学逆解、轨迹仿真和工作空间等功能模块,通过对3-PRS并联机构的全关节逆运动学分析验证软件的有效性.最后,从冗余参数、方程数目等方面与现有方法进行比较.提出的全关节逆运动学分析方法的优点在于:可构建简洁的运动方程并同时求解给定目标位姿下的所有关节变量,避免冗余参数和计算;涉及的所有步骤均可利用代数运算求解,有利于实现并联机器人机构逆运动学分析的数字化.

摘要：水下滑翔机在流体中变速运动会带动周围流体一起做变速运动,这一部分流体的质量称为水下滑翔机的附加质量.附加质量对水下滑翔机的动力学行为具有重要影响.本文提出了一种水下滑翔机附加质量求解方法,即利用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法对水下滑翔机在静止的无黏流体中低速、小振幅周期运动进行数值模拟,进而求得附加质量.使用商用CFD软件STAR-CCM+计算了海燕-L水下滑翔机的附加质量,与基于势流理论的H-S面元法计算结果相差5%以内;与水下滑翔机模型水池试验结果相比,除垂直于水下滑翔机机翼方向的附加质量λ_(22)以外,其他附加质量的相对误差在6%以内,优于常规的平面运动机构试验的CFD数值模拟等其他求解方法.该方法只需要建模一次,在同一个流体域中模拟水下滑翔机的4种运动方式,监控其所受水动力和力矩,即可得到水下滑翔机的附加质量,极大提高了附加质量求解效率.同时,该方法能适用于任意尺寸、形状的水下滑翔机,对不同型号水下滑翔机水动力外形设计、动力学建模都具有较大的参考价值.