摘要：通过分析现有五电平逆变器拓扑的优缺点,提出一种具有升降压能力的五电平逆变器拓扑。相对于传统的多电平逆变器,新升降压型五电平逆变器具有能够实现升降压、拓扑简单、易于实现控制、功率器件少、开关损耗小等优点。在载波层叠调制策略下,对所提逆变器进行开环仿真,证明拓扑的升降压能力。基于传统的PR控制方法,对所提逆变器进行闭环设计并仿真。为了提高并网电流的质量,采用模型预测控制算法来对逆变器进行并网控制,通过仿真证明理论分析的正确性。并将这种控制方法与传统PR控制方法进行对比,突出模型预测的优越性。最后,基于该逆变器拓扑进行部分开环及闭环实验,验证了拓扑的可行性。

摘要：针对换流设备直接接入直流母线的双端柔性直流配电网的保护配置问题,提出一种基于单端电气量的线路保护方案。首先分析了双端柔性直流配电网的直流线路故障特征,其次重点分析了处于不同母线处的换流器并联电容之间的放电特征差异。结合该差异设计出能够有效识别故障区域、在5 ms内隔离故障的主保护。同时为解决主保护可能存在检测失败的问题,设置了利用过电流判据以及动作延时的后备保护方案。最后通过PSCAD/EMTDC搭建仿真模型验证了所提方案的有效性。

摘要：农田地膜污染治理中,由于秋后残膜回收中缺乏较为理想的机构起翻边膜,致使边膜埋于地表不易被回收部件进行回收,对土壤及环境造成一定的污染。为解决这一问题,选取目前较为普遍使用的2种边膜起膜机构开沟器和双翼铲,新设计一种单翼铲,对其进行力学分析,对比3种不同结构的边膜铲受力情况,并且在新疆库尔勒尉犁县开展田间对比试验,对比不同结构的边膜铲在田间的工作性能,考核起出残膜完整率、起膜率及有无壅土现象发生这3个关键因素。结果表明:边膜铲的受力大小与边膜铲入土角度和铲刃的长度有关,对3种边摸铲理论分析得出单翼铲的受力最大,开沟器受力最小,双翼铲受力较为合理,而在田间性能试验中虽然单翼铲受力最大但其作业效果最佳,起出边膜的完整率达100%、起膜率在95.4%、并且在作业中没有壅土现象发生,考虑到作业效果的突出,推荐单翼铲作为秋后残膜回收机的边膜起膜机构。研究结果可为秋后残膜回收机的边膜起膜机构的设计选择提供参考。

摘要：为明确冻融循环对粗粒土路基力学特性的影响,借助动三轴试验系统,研究了不同含水率、不同应力加载路径和不同冻融循环次数下粗粒土动回弹模量的变化规律,并在此基础上提出粗粒土动回弹模量调整系数及衰变规律的拟合公式.试验结果表明:动回弹模量随着含水率的增加呈现减小的趋势,含水量4%对应的动回弹模量最大,不同含水率之间对应的动回弹模量差值在经过冻融循环作用后不会发生较大的变化;偏应力一定时,围压与动回弹模量呈正相关,围压一定时,偏应力与动回弹模量呈负相关;动回弹模量随着冻融循环次数N的增加整体呈衰减趋势,衰变过程可分为快速衰减(N=0~3)、缓慢衰减(N=3~5)及衰减停止(N=5~7)3个阶段.研究成果可为我国季节性冰冻区公路路基强度设计提供参考依据.

摘要：为研究建筑结构设计基准期(50年)内叠层轮胎隔震垫(scrap tire rubber pads,STRP)竖向力学性能的时变规律,对61组7层STRP支座施加5 MPa竖向荷载并分别进行老化31,62,93,124和154 h的荷载耦合老化试验及普通老化试验.结合荷载耦合老化后轮胎的微观扫描电镜分析(SEM)及STRP的竖向力学性能试验,研究STRP在不同老化时间下的破坏特性、竖向承载力衰减,以及竖向刚度和竖向变形性能的退化规律.研究表明:在荷载耦合老化作用下STRP表面随老化时间的增加,裂缝扩展且局部轮胎内部炭黑外移析出,STRP竖向刚度逐渐增大,竖向变形性能变差,但极限承载力无明显改变.

摘要：针对小径管缺陷的检测,传统检测方法基本为Bobbin探头,但这种方法具有不能检出缺陷的环向信息的缺点。基于涡流检测的研究,为达到检出小径管缺陷的多重信息的目的,提出并开发一种新型的环向偏心Bobbin探头。该探头兼具轴向扫描和偏心环向扫描的功能,能够对小径管缺陷的多重信息进行有效检测。具体研究内容基于涡流检测的方法,设计出适用于小径管的可偏心、可环向旋转的Bobbin探头,并建立模型进行模拟计算;通过整合获得的模拟数据,验证新型探头对于小径管缺陷的轴向、环向扫描相比于传统探头的优越性;制作探头并搭建试验系统,对所开发探头检测小径管缺陷的功能进行验证,进一步确立了该新型探头的优越性和高效性。

摘要：为了提高3D打印聚醚醚酮(PEEK)人工骨与人骨力学性能匹配度,同时改善PEEK材料生物活性,使用羟基磷灰石(HA)增强生物活性的PEEK丝材,对熔融沉积成型(FDM)PEEK/HA复合材料的成型参数进行了优化。设计了正交试验,对填充方向、打印速度、分层厚度和打印温度等重要因素对试样力学性能的影响规律进行了研究。采用三维全场应变测量分析系统对试样在力学试验中的应变场进行测量,采用微米X射线三维成像系统对试样内部缺陷进行分析,得到了各因素对试样力学性能的影响规律,获得了优化打印参数,并通过细胞黏附与增殖试验验证了PEEK/HA材料的生物相容性。试验结果表明:各因素对拉伸强度的影响程度由大到小依次为打印速度、填充方向、分层厚度、打印温度,最大拉伸强度为69.63 MPa;对弯曲强度的影响程度由大到小依次为填充方向、打印速度、分层厚度、打印温度,最大弯曲强度为99.5 MPa。优化参数打印的PEEK/HA试样的力学性能与人皮质骨相当,且具备了良好的生物活性。

摘要：人体上肢生物力学分析对上肢动作优化和相关产品的设计具有重要意义。首先,采用实时光学动作捕捉系统采集人体在执行指定动作过程中关键点的实时位置,并使用MATLAB软件设计编写了计算方程,重点对人体上肢的实验数据进行深入分析。然后,将人体肢体简化为球棍模型,运用余弦定理反求人体上肢运动过程中各关节角度的变化值,使用逆向动力学方法求解出人体上肢关节力矩的动态变化值以及通过优化计算得到人体上肢主要肌力的变化量。最后,通过计算人体上肢肌肉的实时负荷率来评价人体上肢运动舒适性,并建立了人体上肢运动舒适指数评价模型。结果表明人体在坐姿下执行指定动作时上肢肌肉处于舒适状态。研究结果为人体上肢动作的深度分析提供了理论基础。

摘要：为了不断探索翼型改型的方法和提高翼型的气动性能,将传统翼型与生物翼型进行轮廓修型设计得到组合翼型,通过数值模拟的方法对组合翼型进行气动特性分析.同时,对组合翼型进行前缘凹凸结构优化设计,采用正交试验优选出气动特性表现最优的参数,并对最优前缘组合翼型进行气动特性分析.研究发现:相比标准NACA64-618翼型,组合翼型在小范围攻角有着较高的升力系数,升力系数最大提高了7.3%,此外,具有前缘凹凸结构的前缘组合翼型升阻比最大提高了9.98%.组合翼型的弯度前移使得吸力面负压峰值区域面积增大,翼型上下表面压差增大,进而提高了气动性能;前缘组合翼型由于前缘凹凸结构的存在,在翼型吸力面靠近尾缘处,形成一对反向旋涡,增加了流体在翼型表面覆盖的面积,抑制了流动分离的提前发生,进而达到失速延迟的效能.

摘要："圆中环"沉沙排沙池是一种新型二级泥沙处理设施,以新疆呼图壁阿苇滩"圆中环"为原型,通过物理模型试验研究其浑水沉沙分布规律以及沉沙排沙效果。研究表明:"圆中环"的含沙量、沉沙范围和沉沙粒径在环向呈不均匀分布,135°~225°范围分布较大。但含沙量及沉沙粒径在径向与半径成反比,在距离圆心1/2半径处以内含沙量沿垂向与水深成反比,垂向分布不均匀,沉沙颗粒较粗,其余范围含沙量垂向分布较均匀,沉沙颗粒较细;在设计工况条件下,"圆中环"截沙率为90.9%,>1 mm粒径范围截沙率为100%。试验证明:"圆中环"存在泥沙分选现象,水沙分离依靠重力沉降,溢流堰长是沉沙效率高的重要原因。"圆中环"沉沙粒径范围大,截沙率高,排沙耗水率较小,并能利用水力作用自动排出沉沙。研究结果可为"圆中环"优化结构形式及设计应用提供参考。