摘要：为了研究UHPC芯柱板在模块建筑结构中的受力性能,设计并制作了一块足尺UHPC芯柱板,对其进行两边简支的受弯性能试验,获取UHPC芯柱板的承载能力、挠度、裂缝、破坏形态以及截面应变等。试验结果表明:UHPC芯柱板在四点弯曲加载试验中的荷载-位移曲线可对应试件受力分为弹性、弹塑性、屈服三阶段;UHPC芯柱板主要破坏模式为弯曲破坏,在弹性阶段,受弯截面符合平截面假定。基于ABAQUS有限元分析软件对UHPC芯柱板受力性能进行数值模拟与参数分析可知,提升UHPC的抗拉强度与受拉纵筋配筋率可以增大板的承载力,两者与板承载力均呈线性增长;当上下面板厚度相同时,构件刚度与承载力会大幅提升,板厚度与承载力呈线性增长;芯柱及肋宽对UHPC芯柱板承载力的影响有限;随着跨高比增大,板整体刚度与承载力会大幅降低,跨高比对受弯承载力影响较小。

摘要：消能锚杆在加固边坡工程、基坑工程和巷道工程中具有良好的支护和容错能力,已经被广泛地研究和应用.系统地介绍了传统消能抗震锚杆的研发现状.根据消能抗震锚杆在外荷载消失后是否可自行恢复,进一步将其分为变形不可自复位型锚杆和变形可自复位型锚杆,并就几种典型消能抗震锚杆的工作机理及优缺点做了分析.在此基础上,进一步总结了现有抗震锚杆技术存在的主要问题:现在消能锚杆结构存在设计缺陷、不同荷载力学作用机制导致锚杆力学响应存在显著差异、现有消能锚杆无法适应岩土体的动力变形.最后,基于抗震结构自复位性的特点,提出了一种具有自复位结构的新型多级消能抗震锚杆,该锚杆具有多级缓冲消能的特点,且能实现在外部荷载减小或消失时其消能部件变形可恢复的效果,有望为强震区、爆破区及高地应力区的边坡、隧道、矿井巷道等工程持续提供有效的支护力.

摘要：针对现有重型精量播种机在高速作业时存在覆土装置影响播种均匀性、种沟内种子被“架空”等问题,基于阿基米德螺线切刃曲线与挤压式覆土原理相结合的思路,设计了一种阿基米德螺线型弧面双齿盘覆土装置,实现了覆土厚度适宜且均匀一致,降低覆土作业对播种均匀性影响的目的。本研究对覆土装置的结构参数、覆土量进行分析,确定了影响覆土效果的主要参数取值范围;利用EDEM离散元仿真技术建立了覆土装置-种子-土壤间的离散元模型,对关键参数进行仿真优化,确定弧面双齿盘的最优参数组合;通过田间试验对该装置的作业性能进行了验证。研究结果表明:影响弧面双齿盘作业性能的主要结构参数为阿基米德螺线型弧面双齿盘的中心间距、安装倾角、入土深度。当弧面双齿盘的中心间距为142.6mm、安装倾角为20°、入土深度为55mm时,该装置通过性能良好,覆土厚度均匀一致,平均厚度为47mm,合格粒距标准差、变异系数与空白对照组分别相差0.22mm、1.81个百分点,对播种均匀性影响小,满足精量播种的农艺要求。

摘要：在公路隧道建设及运营过程中,为掌握隧道结构状态变化规律,通常通过监测隧道结构的沉降、变形和受力等数据,分析隧道结构的变形情况,预测隧道结构变化趋势。在上述数据分析过程中,通常将所采集数据通过离线方式导入Excel、Origin等软件中进行分析并将结果进行图表展示。针对其存在的数据分析时效滞后、利用效率低、状态结果获取复杂等不足,将建筑信息模型(BIM)技术与隧道监控量测信息相结合,设计并开发公路隧道结构状态可视化系统。研究公路隧道土建结构及相关规范对隧道工程构件的划分,提出隧道模型构件分类方式,并以此为基础构建隧道BIM、设计隧道构件及结构状态监测传感器的编码方式;参照现有隧道稳定性判定的研究,提出基于隧道结构状态系数的结构状态等级划分方法,同时设计结构状态数据的可视化映射方案及关联BIM方法;以隧道三维空间模型、隧道结构信息及状态监测数据库为基础,结合三阶段可视化流程在Unity 3D引擎中实现公路隧道结构状态的三维可视化;采用B/S架构,在云服务器中实现监控量测数据的云端管理及可视化系统部署。依托宝汉(宝鸡—汉中)高速连城山隧道,验证了隧道结构状态三维可视化、结构状态正向仿真等系统功能,可为提升公路隧道全生命周期数字化管理水平提供技术支撑。

摘要：针对实际自然环境中果实被遮挡、环境光线变化等干扰因素以及传统视觉方法难以准确分割出农作物轮廓等问题,该研究以苹果为试验对象,提出一种基于改进BlendMask模型的实例分割与定位方法。该研究通过引入高分辨率网络HRNet,缓解了特征图在深层网络中分辨率下降的问题,同时,在融合掩码层中引入卷积注意力机制CBAM(convolutional block attention module),提高了实例掩码的质量,进而提升实例分割质量。该研究设计了一个高效抽取实例表面点云的算法,将实例掩码与深度图匹配以获取苹果目标实例的三维表面点云,并通过均匀下采样与统计滤波算法去除点云中的切向与离群噪声,再运用球体方程线性化形式的最小二乘法估计苹果在三维空间中的中心坐标,实现了苹果的中心定位。试验结果表明改进BlendMask的平均分割精度为96.65%,检测速度34.51帧/s,相较于原始BlendMask模型,准确率、召回率与平均精度分别提升5.48、1.25与6.59个百分点;相较于分割模型SparseInst、FastInst与PatchDCT,该模型在平均精度变化不大的情况下,检测速度分别提升6.11、3.84与20.08帧/s,该研究为苹果采摘机器人的视觉系统提供技术参考。

摘要：超临界二氧化碳动力循环系统对实现节能减排的目标有着十分积极的作用。针对一种箔片气体动压轴承结构建立了计算模型,并通过拟合非理想状态气体超临界二氧化碳的密度与压力之间的关系,基于传热学模型和气体润滑能量方程分析了轴承气膜温升,结合实际运行过程中出现的湍流效应修正润滑气体雷诺方程、耦合力学分析模型和能量方程,分析S-CO_(2)介质箔片气体动压轴承的静特性,并与空气作为介质进行对比分析不同系统参数和湍流参数对轴承特性的影响规律。结果表明:相较于空气而言,使用超临界二氧化碳作为润滑介质的箔片气体动压轴承具有较高的承载力,而且在一定范围内随着轴承直径和宽度的增加、偏心率的上升、轴承间隙的减小、转速的提高等,轴承承载力均可以增大;对于湍流影响因素来说,在一定范围内随着局部雷诺数和湍流系数的增加、气体动力黏度和密度的提高、高温环境下环境温度的降低等,轴承承载力将会增大。

摘要：由于传统人驾车(traditional human-driven vehicles, HVs)驾驶行为会受到驾驶员的心理和生理活动的不确定性影响,可能使得车辆频繁地加减速,进而导致混合交通条件下网联自动车(connected and automated vehicles, CAVs)很难快速跟踪此行为.针对这一问题,首先提出一种提前预测传统人驾车行为的组合神经网络.在此基础上,考虑通信时延和车辆运动学特性,设计一种基于交通信息物理系统(transportation-cyber physical system, T-CPS)的混行车群内车辆协同控制策略,使其能够快速跟踪上传统人驾车行为,并对混行车群内网联自动车之间的串稳定性进行分析.最后,在混合交通条件下设置由1辆传统人驾车、1辆领头网联自动车和4辆跟随网联自动车形成的混行车群,利用下一代交通仿真(next generation simulation, NGSIM)车辆轨迹数据选出高质量传统人驾车状态,并通过仿真实验验证所提协同控制策略的有效性和可行性.由仿真实验结果可知,所提协同控制策略可以保证所有的网联自动车能够快速跟踪上传统人驾车行为,为解决新型混合交通带来的新问题提供一定的理论指导和借鉴.

摘要：三维地质结构模型是地质空间内地质构造和地质体对象边界的数字化表征模型。随着地质数据矢量栅格一体化集成和地质数据空间查询分析需求增多,构建统一表达地质结构的一体化空间数据模型成为三维地质信息科学领域需要解决的基础性问题之一。针对规则网格、PillarGrid和SBRT模型等难以实现复杂地质结构的精细表达问题,本研究提出InterfaceGrid数据模型,充分考虑地质结构和属性的地下分布具有极强的非均匀性、不连续性和空间多尺度性,且表现出纵向分层特性和多属性场耦合的相关性。基于InterfaceGrid设计理论模型和数据结构,构建统一描述三维地质结构的InterfaceGrid数据模型,实现复杂地质结构的矢量栅格一体化表达。基于GeoAtom地原子理论构建InterfaceGrid的形式化表达框架,提出InterfaceGrid的构建流程,以及基于InterfaceGrid模型设计数据更新和空间查询算法。采用GPU光线投射和自适应采样策略实现地质网格的体可视化和在线浏览,结果显示,与SBRT模型相比较,InterfaceGrid能够更加真实地描述地质边界情况,提高了三维地质结构模型的准确性。在全球岩石圈三维网格化构建应用InterfaceGrid,验证了InterfaceGrid在大规模地质数据组织管理中的适用性,相比较PillarGrid数据量减少约1/3,更加适合基于大数据量的网络地学应用服务。

摘要：针对农田坡度变化影响无人驾驶农机行驶速度稳定性,进而降低播种均匀性和肥药施用精度等问题,该研究设计了一种基于农田数字高程模型(digital elevation model,DEM)和前馈控制策略的拖拉机稳速控制方法。首先建立坡地干扰补偿模型,基于拖拉机实时位置从农田DEM中提取前方作业路径的坡度信息,计算拖拉机前方目标速度补偿量,实现拖拉机行驶的稳速控制。以DF1204无级变速拖拉机为试验平台,在中国农业大学烟台研究院开展3组不同目标速度的上坡、平地和下坡行驶对比试验。试验结果表明,拖拉机以目标速度4、6和8 km/h行驶时,上坡行驶的实测速度均值分别为4.03、5.94和7.85 km/h,平地行驶的实测速度均值分别为4.04、6.02和8.03 km/h,下坡行驶的实测速度均值分别为4.00、6.10和8.19 km/h,与对照组相比,在上坡、平地和下坡行驶时的速度均方根误差平均分别降低了46.63%、21.92%和37.15%,试验组上坡和下坡行驶的实测速度均值更接近目标速度。所提方法可有效提高无人驾驶拖拉机在起伏农田的稳速控制精度,有助于提高农机作业质量。

摘要：为实现粉煤循环流化床(powdered coal-circulating fluidized bed,PC-CFB)的0~1 mm给煤,借鉴传统煤粉锅炉制粉系统的设计及计算经验,开发PC-CFB锅炉0~1 mm制粉系统,其特征为采用中速磨煤机制备粉煤,利用气固分配器分离制粉乏气与粉煤的混合物,并设置备用系统以保证系统发生故障时的正常燃料供应。提出0~1 mm制粉系统的热力计算模型,确定磨煤机通风量、干燥剂配比以及干燥剂温度等关键技术指标,预测制粉系统干燥出力,并分析PC-CFB锅炉0~1 mm制粉系统的性能变化规律。研究结果表明:保持磨煤机出力、热风温度不变,在系统允许的范围内降低磨煤机出口温度,有利于降低干燥剂量,提升干燥出力;磨煤机出口温度每降低1℃,制粉系统所需的干燥剂量减少约523 m3/h,干燥出力增加约0.4 t/h。