摘要：针对复杂海洋环境下自主无人航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)编队协同控制问题,提出一种自适应量测-通信联合框架下基于鲁棒模型预测的编队控制策略.所提出方法能够避免基于水声广播的显式通信交互方式在水下复杂条件下的延迟和丢包等不利因素.首先,提出一种自适应量测-通信联合框架,利用非显式通信实现编队内部状态的观测,并引入自适应卡尔曼滤波对量测-通信链路中存在的外部扰动进行补偿;然后,在该框架下,设计辅助控制律并将其引入分布式鲁棒模型预测控制器,实现多条件约束下的AUV编队跟踪控制,并通过Hamilton函数和终端约束等理论验证编队控制器的稳定性;最后,通过对5艘AUV组成的编队在不同情景下的仿真结果进行对比分析,验证所提出方法的有效性.

摘要：【目的】为研究黏滞阻尼器对仿古建筑的力学性能的影响,通过设置仿古建筑梁-柱节点来开展试件的对比试验研究。【方法】设计制作了6个仿古建筑梁-柱节点,即3个双梁-柱节点及3个单梁-柱节点,并对其施加正弦波往复荷载以研究其一系列力学性能,主要包括荷载-转角滞回曲线、骨架曲线、承载能力、变形性能、耗能能力等。【结果】在整体上,黏滞阻尼器对双梁-柱节点力学性能的改善程度比对单梁-柱节点的更为显著,且改善程度随黏滞阻尼器型号不同而不同。在附设黏滞阻尼器后,梁-柱节点试件的滞回曲线更饱满,承载能力提升了16.4%~32.9%,位移延性系数增大了1.5%~12.6%,耗能能力提升了49.2%~112.3%。【结论】黏滞阻尼器可显著改善仿古建筑梁-柱节点的力学性能。

摘要：南海北部神狐海域水合物储层以粉砂质细粒沉积物为主,其饱和度达30%,远高于其他许多地区的细粒水合物储层饱和度。研究该区内细粒沉积物水合物储层特征对于认识水合物富集规律、资源评价和水合物试采开发方案设计均具有重要意义。本研究通过对神狐海域叠前地震数据进行精细处理获得地层速度模型以及角道集数据,进而开展叠前地震反演,获得包括纵横波阻抗、纵横波速度比和泊松比等多弹性参数剖面,结合测井数据对水合物和游离气分布进行精细地球物理描述。通过研究发现:(1)研究区内BSR反射振幅随入射角增大而减弱,BSR在小角度叠加剖面上更易识别;(2)BSR之下发育具有低速异常特征的烟囱构造,可能是深部游离气的向上运移通道;(3)研究区内水合物储层具有较强的横向非均质性,较高饱和度水合物下部一般赋存游离气,表明水合物再循环可能在细粒沉积中的水合物富集起到重要作用。

摘要：为提高金属阻尼器的变形性能和抗疲劳性能,提出一种环形Q235钢板阻尼器。设计并制作了5个环形Q235钢板阻尼器试件,通过低周往复加载试验,对其破坏机理、滞回规律和抗疲劳特性等力学性能进行了研究。结果表明：环形Q235钢板阻尼器能够实现多截面屈服,承载力退化小,具有大变形能力、稳定饱满的滞回环和优良的抗疲劳性能。以试验研究为基础,提出了环形Q235钢板阻尼器主要力学性能指标的计算式和恢复力模型,二者相结合能够实现通过阻尼器的基本材料性能和几何尺寸预测阻尼器的骨架曲线和滞回曲线,预测结果与试验结果吻合较好。

摘要：为解决海南省香蕉秸秆粉碎机作业过程中粉碎效果差和抛撒不均匀等问题,设计了一款具有良好秸秆粉碎性能的仿生锯齿粉碎尖刀还田机。将仿生学原理应用到粉碎刀片设计中,仿蓝鲨牙齿锯齿轮廓设计了一款仿生锯齿粉碎尖刀,通过仿真验证了仿生锯齿尖刀对香蕉秸秆的切割能力,并设计了仿生锯齿尖刀与传统粉碎刀混合使用,制定了试验方案并进行整机仿真与田间试验。利用Fluent软件研究了香蕉秸秆粉碎还田机作业过程中粉碎刀轴转速、粉碎室离地高度和粉碎刀刀尖与机壳距离等参数对粉碎室内不同位置的压力场、速度场的影响。仿真结果表明,当刀轴转速为2000 r/min时,粉碎室喂入特性最佳;粉碎室离地高度越大,秸秆喂入特性越好,但过高或过低的离地高度会导致粉碎室内秸秆流动性降低;增加粉碎刀刀尖与机壳间隙会导致秸秆抛撒情况产生不良影响。仿真试验和田间试验结果表明,仿生锯齿尖刀与传统粉碎刀混合使用,可在保证秸秆捡拾能力同时,提高整机粉碎合格率和抛撒均匀度。

摘要：为提高离散元法对指导香蕉秸秆粉碎还田装备设计与优化的准确性与可靠性,本文利用Hertz-Mindlin with bonding接触模型建立香蕉秸秆离散元粘结模型并进行参数标定。运用高速摄影技术开展碰撞恢复试验、静摩擦及滚动摩擦台架试验,确定了香蕉秸秆碰撞恢复系数、静摩擦因数和滚动摩擦因数等基本离散元模型接触参数。开展香蕉秸秆物理与仿真剪切试验,获得破坏香蕉秸秆外皮的力学特征曲线,确定物理最大剪切力为122.41 N;通过中心组合设计(Central composite design, CCD)响应面法确定香蕉秸秆粘结模型的法向接触刚度、切向接触刚度、临界法向应力与临界切向应力的最佳参数组合为5.89×10^(7)N/m、2.49×10^(6)N/m、1.39×10^(5)Pa、1.34×10^(5)Pa。以参数标定结果进行仿真验证,结果表明,仿真剪切力结果与物理剪切力相对误差仅为2.34%,验证了该粘结参数标定方法的可行性,可为香蕉秸秆粉碎还田机设计与研究提供理论参考。

摘要：通过对型钢混凝土(SRC)柱的性能等级划分,明确了各性能等级所对应的物理损伤状态及修复方法,以钢筋、型钢和混凝土的材料应变及构件承载力作为控制条件,综合判断SRC柱的各性能等级的界限状态。采用ABAQUS有限元软件,对按我国现行规范设计的360个弯曲破坏的SRC柱进行有限元分析,得到SRC柱各性能等级的转角限值,并且分析了轴压比、含钢率、体积配箍率、剪跨比和型钢截面形式对各性能等级转角限值的影响。研究结果表明:型钢混凝土柱内置型钢截面型式对各性能界限状态变形指标限值影响不大,轴压比对各性能等级限值影响很大,含钢率、剪跨比和体积配箍率对部分性能等级的限值有明显影响。对数值计算结果进行统计分析,得到了SRC柱各性能等级的位移角限值和塑性转角限值的统计特征值及回归表达式。研究成果可为钢-混凝土混合结构基于性能的抗震设计和抗震性能评估提供参考。

摘要：针对人工割胶劳动强度大,工作效率低,人工成本高且胶工紧缺等问题,设计了一种螺旋运动式自动割胶装置。通过分析割胶轨迹与割胶刀作业状态下的受力情况,获得螺旋化轨迹方程,设计仿割胶轨迹螺旋轨道与齿轨;利用ADAMS软件对3种不同齿形的传动轴与螺旋齿轨的传动稳定性进行仿真分析,确定螺旋传动机构的结构和工作参数,基于柔性连接方式设计贴树仿形割胶机构。以传动轴转速、耗皮厚度与橡胶树直径为试验因素,以割胶深度和割面平滑度合格率为试验指标,进行正交试验。结果表明:割胶装置在传动轴转速12.00 r/min时,对不同直径橡胶树具有最优的割胶效果,其割胶深度平均合格率为89.60%,割面平滑度平均合格率为91.19%;其中,对直径为200 mm的橡胶树进行耗皮厚度2 mm的割胶作业时割胶效果最佳,其割胶深度平均合格率达到93.93%,割面平滑度平均合格率达到94.32%,满足割胶作业要求。

摘要：为解决我国天然橡胶割胶工作强度高、技术难度大及割胶工紧缺等问题,本文设计一种仿形进阶式天然橡胶割胶机,通过分析割胶轨迹得到割胶轨迹方程,设计采用丝杠传动实现竖直运动和圆柱齿轮啮合传动实现椭圆运动的复合运动为割胶运动方式。工作时,整机通过可调式捆绑机构固定于橡胶树上;利用Arduino开发板控制电机的动作顺序,采用直流推杆控制割胶机进刀退刀动作,采用减速步进电机完成割胶机复合割胶运动,采用步进电机完成移位动作。为验证该机性能,利用Design-Expert软件设计并进行林间试验。结果表明:当割胶机在减速步进电机转速21 r/min、刀具角度25°和拉簧预紧力20 N时,割胶质量最佳且耗电量最低,前5 min排胶量为6.29 mL、平均耗电量为1.07 W·h,满足设计要求。

摘要：热带海岛地区强/台风频发,薄膜温室建筑的风致破坏严重。然而,我国对于海岛地区薄膜温室建筑抗风设计理论与方法的研究较少,开展近地面风场和薄膜温室建筑风效应研究具有重要的理论与工程意义。文中概述了热带海岛地区薄膜温室建筑抗风研究的背景和意义;介绍了国内外对近地面风场特性的研究现状,从现场实测、风洞试验和数值模拟等方面概括了农业温室建筑和膜结构抗风的研究现状;提出了目前相关研究存在的不足,并通过分布式光纤传感技术、现场实测、风洞气弹试验、流固耦合数值模拟和理论分析等方法,对热带海岛地区薄膜温室建筑风效应、风致破坏机理、抗风措施与抗风设计理论等研究作出展望。