摘要：针对战斗机飞行员在弹射过程中高负荷引起的胸腰段损伤率较高,且根据临床CT数据建立的有限元模型存在无法反映细微几何特征和骨骼非匀质属性,造成高负荷力学分析不准确等问题。采用非线性有限元方法建立表达特定对象皮质骨、松质骨厚度与密度的胸腰段(T12~L2)有限元模型,对弹射过程中战斗机飞行员胸腰段进行生物力学分析。基于胸腰段CT数据,将皮质骨测量(CBM)得到的皮质骨厚度和密度值纳入基于CT的胸腰段有限元建模过程中,并根据Hounsfield单位(HU)值计算各元素的弹性模量实现材质非均匀赋值,完成特定对象有限元模型的构建。通过添加边界条件和载荷对模型进行有效性验证,并模拟计算直立、前屈、后仰3种生理运动条件下弹射胸腰段脊柱的生物力学响应。结果表明:3种不同生理运动条件下弹射过程中椎骨对负荷的传递特性显著不同,直立生理运动条件下弹射,高负荷产生的椎骨直接急性损伤最小。

摘要：综合考虑受控制方向未知、输入受限和状态时延影响的有领导者多智能体系统的编队控制问题,设计基于模糊逻辑系统的预设时间一致性控制策略.为了保证编队输出误差在预设时间内满足预定的约束范围要求,引入预设时间性能函数,构造Lyapunov-Krasovskii(L-K)泛函解决状态时延问题,将外界干扰和L-K泛函的导数中的部分项定义为未知非线性函数,并利用模糊逻辑系统对其进行估计,利用Nussbaum函数和均值定理分别处理控制方向未知和输入受限问题,基于以上设计,提出预设时间模糊控制策略,并通过Lyapunov稳定性理论,分析闭环系统的有界稳定性,数值对比仿真和两级化学反应器应用仿真说明控制方法的有效性.

摘要：湍流边界层流动广泛存在于自然界、航空航天以及环境工程等领域.壁面摩擦速度是湍流边界层理论研究和工程应用中的一个重要参数,对其进行准确预测具有十分重要的科学意义和工程价值.文章基于雷诺平均动量方程提出了一种利用湍流边界层平均速度和雷诺应力剖面预测壁面摩擦速度的积分方法.该方法仅需要同一流向位置、边界层外层的平均流场分布,显著降低了对近壁面流场数据的依赖性.通过文献中大量的直接数值模拟和实验数据验证,该方法的相对误差在±3%以内,且受积分上下限以及边界层厚度等模型参数的影响较小.通过与文献中具有相似积分形式的壁面摩擦速度预测方法比较,发现湍流边界层壁面摩擦速度预测方法的精度与选取的总切应力模型密切相关.本文提出的壁面摩擦速度预测方法适用于不可压缩、零压力梯度光滑及粗糙壁面湍流边界层流动,具有精度高和鲁棒性强等特点,研究结果可为航空航天及能源动力等领域重大工程应用中湍流壁面摩擦阻力的准确预测和调控提供理论指导.

摘要：针对当前土壤或基质内部孔隙结构检测系统存在精度较低、自动化程度较差、检测成本较高等问题,设计一种低成本的土壤孔隙结构自动化检测系统。系统由自动化研磨模块、断面图像采集模块和运动控制模块三部分组成,首先对土壤或基质样品进行连续地自动高精度断面研磨并获取具有序列信息的断面图像;然后对断面图像进行裁剪、增强和分割等处理,最后提取出相关的孔隙分布信息。试验结果表明:该自动化检测系统采用优化的断面图像处理方法,能够基于图像自动统计出每一个断层上大孔隙和有效孔隙的数量;在样本断层厚度和断层图像分辨率方面均优于CT扫描,分别可以达到0.05 mm和2 400万像素,且使用成本较低。因此,该自动化检测系统为土壤孔隙结构研究提供新的技术手段和装备支撑。

摘要：通过试验方法对“圆-三角-附板”截面振子的流致振动进行研究,分析了高宽比、系统阻尼比对振动的影响,并使用粒子图像测速技术对典型工况进行尾流拍摄,分析“圆-三角-附板”截面振子的尾流演化规律,为流致振动发电振子设计提供参考。主要结论如下:振动强度随着系统阻尼比提高而减弱;随着截面高宽比的增大,振子发生驰振的能力增强,而最大振幅比和频率比均降低;随着高宽比的增大,旋涡的涡量增加,尺度增长,振子受力面积变大,旋涡附着现象更加明显,振子受力效果更好;随着振子高宽比的增大,正向旋涡发育和脱落的时间比反向旋涡更长。

摘要：【目的】传动误差是摆线针轮减速器设计中的关键性能指标。现有研究通常忽略曲柄轴承和输出轴销轴设计参数对传动误差的影响。为此,提出了一种基于运动学和力学分析的传动误差计算方法,为摆线针轮减速器的设计优化与性能提升提供依据。【方法】首先,结合摆线针轮机构的瞬心运动轨迹和摆线轮齿与针齿的啮合区间,确定了摆线轮齿与针齿的啮合点运动轨迹,进而明确了曲柄轴承和输出轴销轴分布圆半径的设计范围;其次,建立了曲柄轴承和输出轴销轴的接触力分析模型,计算了曲柄轴承和输出轴销轴分布圆半径对曲柄轴承和输出轴销轴受力的影响;最后,使用仿真软件Masta分析了曲柄轴承和输出轴销轴分布圆半径对摆线针轮减速器传动误差的影响。【结果】结果表明,在曲柄轴承和输出轴销轴分布圆半径的设计范围内,曲柄轴承和输出轴销轴分布圆半径越大,摆线针轮减速器传动误差越小,曲柄轴承和输出轴销轴的受力越大。研究可为国产摆线针轮减速器的设计和性能优化提供参考。

摘要：本文针对一类带有外界干扰的高阶非线性不确定系统,提出基于有限时间干扰观测器的复合有限时间控制策略,为了解决终端滑模的奇异性问题,设计改进的非奇异终端滑模面.同时,双曲正切函数和指数型函数相结合,构造新型复合趋近律.为了处理外界干扰,设计非奇异终端滑模观测器,将观测到的干扰值前馈到滑模控制中,进一步提高系统的抗干扰性.最后,将设计的复合趋近律与其他5种趋近律进行仿真对比,验证复合趋近律的收敛速度和削弱抖振能力,并通过非线性系统的数值仿真验证所提出控制策略的有效性和优越性.

摘要：研究目的:跨导热活动性断层段是隧道震害最为严重的段落之一,但目前其震害作用机理尚不明确。本文建立“热-震-错”耦合计算模型,考虑不同活动性断层岩温、倾角、宽度、围岩级别等因素,探讨跨导热活动性断层段隧道地震动力响应规律;同时,对比单一温度荷载、单一地震荷载、单一错动及“热-震-错”耦合作用下主应力、剪应力的异同,揭示跨导热断层段隧道震害作用机理。研究结论:(1)导热断层的存在改变了地温的热传导路径,原水平分层的初始温度场转变为在导热断层位置呈现向上突起的分布特征,其影响范围为断层两侧3倍洞跨;(2)隧道结构主应力和位移均随断层岩温、倾角、宽度和围岩级别的增大而增大,但断层各参数对隧道结构应力影响远大于对位移影响;最大主应力位于活动性断层上盘D2位置附近,最大位移位于活动性断层上盘S14位置附近;(3)主拉应力受断层参数影响强弱关系为:断层宽度>断层倾角>断层围岩级别>断层岩温;主压应力受断层参数影响强弱关系为:断层围岩级别>断层宽度>断层倾角>断层岩温;位移受断层参数影响强弱关系为:断层宽度>断层围岩级别>断层倾角≈断层岩温;(4)跨导热断层段隧道震害作用机理为断层错动影响最强,地震影响次之,高岩温影响最弱;其隧道衬砌结构破坏以60°共轭剪切破坏为主;(5)本研究成果可为跨导热断层隧道抗减震设计提供一定理论依据。

摘要：材料的结构在决定其性能方面起着关键作用。石墨烯的性能除了受到层数的调控之外,石墨烯岛的形状也是影响其性能的一个重要因素。文章使用低压化学气相沉积技术,在液态铜表面生长出石墨烯岛。然后通过调节氢气(H_(2))和氩气(Ar)的比率,最终实现了多种形状石墨烯岛的可控制备。研究结果表明,正六边形石墨烯岛的生长速率远低于其他形状的石墨烯。基于此,提出了一个涵盖不同形状石墨烯岛生长机理的理论模型。这一模型不仅有助于理解石墨烯生长的基本原理,也将进一步指导未来的实验设计和石墨烯材料的开发。

摘要：京雄快线(R1线)霸州开发区站至永清站区间采用无黏结预应力筋、灌浆套筒及混凝土剪力榫混合连接的预制拼装花瓶墩,为检验此类高烈度区装配式桥墩抗震设计的可靠性,全球首次在万吨级多功能试验系统开展了足尺模型拟静力试验,研究了桥墩在水平循环荷载作用下的损伤发展过程和最终破坏模式,并从滞回性能、位移延性、变形分布特征和局部材料受力等方面定量分析了试件的抗震性能。结果表明:混合连接装配式桥墩呈墩底灌浆套筒区域形成塑性铰的典型弯曲破坏形态,损伤次序为墩身混凝土开裂、墩底灌浆套筒底部和顶部纵筋先后屈服、出浆口保护层脱落、最外侧纵筋断裂及少量核心混凝土压碎。双向加载过程中,桥墩滞回曲线呈平行四边形,横桥向最大承载力为4749.88kN;单向加载过程中,纵桥向滞回曲线呈捏缩明显的弓形,最大承载力为3773.50kN,位移延性系数为2.75。墩底接缝处曲率分布最大,墩身次之,墩颈接缝处曲率基本为0,同时墩颈接缝处剪切变形为0.15mm左右,基本可忽略。无黏结预应力筋在试验加载过程中始终处于弹性状态,说明混合连接方式性能可靠。研究成果可为此类桥墩结构形式在同类场地条件下的推广应用提供参考。