摘要：针对农村生活灰水分布分散、不易集中处理的现状,设计了一种可有效去除灰水中碳、氮、磷的无动力户内生态渗井,以模拟生活灰水为处理对象,探究该系统对污染物的去除特性及其微生物种群结构。充氧效果试验结果表明,内均布管通气模式运行后期充氧效果变差,而外部双立管通气模式对各污染物的平均去除率均可稳定维持在较高水平,证明后者更利于硝化菌和反硝化菌分区生长;外部双立管生态渗井通气层位置与布水周期交互影响试验结果表明,通气层在第5层、布水周期为进3 min停9 min时,生态渗井对污染物的去除效果最好,COD、NH_(4)^(+)-N、TN和TP的平均出水浓度分别为14.85、0.14、4.67和0.47 mg/L,去除率分别为94.11%、97.91%、70.45%和73.92%;16S rRNA基因测序结果表明,运行稳定的生态渗井内部微生物群落分布从上到下有明显差异,反硝化菌群与硝化菌群分别集中在生态渗井的中上部与下部,聚磷菌的相对丰度在生态渗井中上部较高,呈现出高效脱氮除磷的分布状态。

摘要：目的 对钛网及3D打印金属椎体替代物力学性能进行研究,为临床中人工椎体选择与结构优化设计提供指导。方法 通过压缩力学测试,对钛网及3D打印多孔型、桁架型与拓扑型椎体替代物的等效力学属性与结构破坏形式进行系统研究。结果 钛网等效弹性模量[(2 908.73±287.39) MPa]仅次于拓扑型椎体替代物,但其结构强度与稳定性较差,等效屈服强度[(46.61±4.85) MPa]高于多孔型椎体替代物,且在压缩中率先屈服;多孔型椎体替代物结构强度[(18.14±0.17)~(25.79±0.40) MPa]不足,难以满足脊柱重建力学要求;桁架型椎体替代物等效弹性模量[(2 477.86±55.19)~(2 620.08±194.36)MPa]与等效屈服强度[(77.61±0.50)~(88.42±1.07) MPa]良好但稳定性不足,在压缩过程中容易出现失稳现象;拓扑型椎体替代物具有最高的等效弹性模量[(3 746.28±183.80) MPa]与等效屈服强度[(177.43±3.82) MPa],可为人工椎体在体服役安全稳定提供更强保障。结论 拓扑优化方法可实现椎体替代物高强度、高稳定性设计,提供更大的设计空间与安全余量,为人工椎体轻量化与新材料设计提供更多可能。

摘要：桩侧阻力的测试是桩基内力测试中的重要环节,但其在测试过程中的精度往往受到桩端阻力的影响,想要得到相对准确的桩侧阻力,桩端阻力则应该无限趋近于零值。依托陕北某黄土地区混凝土灌注桩试桩检测项目,引入特殊桩型悬空桩与常规试桩进行对比试验,探究悬空桩侧阻力并分析其发挥特征。研究结果显示,悬空桩作为一种特殊桩型,可视为典型的摩擦桩,桩端阻力可以忽略不计,桩顶所施加荷载完全由桩侧阻力承担,桩的侧阻力随桩顶荷载的增加表现为单调递增的特征,且桩侧阻力增速(斜率)明显大于常规桩,试验结果可为相关工程项目提供参考。

摘要：作为人工压裂缝监测的一种有效手段,微地震监测技术能够定量表征压裂裂缝的方位、缝高、缝长、缝宽,为水平井的井网参数设计和分段压裂参数的设计提供了有力的技术支撑。但是在实际应用过程中,存在着大量微地震解释结果与矿场分析结果相矛盾的情况,从矿场压裂施工曲线特征、压裂施工井口返液情况、重复压裂效果、水平井注采反应特征等方面与微地震定量解释结果进行对比分析,指出了缝高、缝长、缝宽等参数量化解释结果存在明显偏大的倾向,讨论了量化结果偏大产生的原因,提出了进一步对水平井井网和分段压裂参数进行优化的方向,优化后的实践结果验证了优化方向的正确性,参数优化后也提高了储量动用程度和采收率。

摘要：针对高温高压气井完井油管柱密封完整性问题,开展了基于88.90 mm×6.45 mm 110SS材料油管一种气密封特殊螺纹密封完整性分析的管柱三轴设计系数研究,研究中采用了API RP 5C52017国际标准螺纹性能试验评价方法,进行了高温和室温环境下A系全包络线载荷密封实验评价。基于气密封能判据,采用有限元模拟分析了不同VME(冯米塞斯等效应力)全包络线载荷2次循环工况的密封能和密封能倍数的变化规律并确定了危险载荷点。结果表明,通过API标准密封完整性实验评价的气密封特殊螺纹连接,需采用有限元进一步分析包络线载荷循环密封能及密封能倍数的变化规律,确定这种螺纹连接安全适用范围;同时开展了3种VME全包络线载荷2次循环后密封适用性分析,确定了高温和室温两种环境下螺纹安全适用包络线载荷范围及合理的三轴安全系数,并完成了1口高温高压气井完井油管柱安全分析和现场应用。提出的研究方法为管柱三轴设计安全系数的确定提供了有益指导。

摘要：针对四轮独立驱动电动汽车具有结构参数、外部干扰不确定性与非线性和过驱动等特征,提出了一种分层控制框架,以实现前轮转向与直接横摆力矩控制系统协同的车辆路径跟踪控制。首先,基于路径跟踪运动学模型,将车辆的路径跟踪问题转化为约束跟随问题;其次,设计了基于约束跟随的自适应鲁棒上层控制算法,该方法可以有效处理由模型不确定性和外部干扰引起的失配问题,并保证闭环系统的一致有界性和一致最终有界性;最后,设计了一种基于二次规划的下层分配算法满足所需的直接横摆力矩,并在Simulink-Carsim平台进行联合仿真。通过不同工况的仿真结果表明,所设计的自适应鲁棒控制算法具有良好的路径跟踪精度和鲁棒性。

摘要：为了满足工业机器人用6维力传感器高精度、高刚度、大承载的性能要求,提出了一种局部去耦的设计方法,对重载Stewart 6维力传感器进行兼顾精度与刚度的综合优化.首先,通过结构参数优化,获取最优参数;其次,结合球铰去耦样机和无去耦措施样机的实验数据,分析得出耦合因素对传感器各支路输出特性的影响;再次,对传感器进行局部去耦设计,并通过有限元仿真加以验证.最后,样机实验结果显示相较于传统结构Stewart 6维力传感器,局部去耦的重载Stewart 6维力传感器除同样保留了较高的测试精度之外,在刚度方面也有大幅提升,可满足设计需求.

摘要：以石灰、熟桐油和青麻纤维为主要原材料,设计并制备一种适用于古建筑修复的性能增强灰浆材料。采用宏观试验与微观试验相结合的方法探究了熟桐油和青麻纤维复掺情况下石灰灰浆强度、吸水率和耐水耐盐性等各项物理力学性能增强机理及在氯盐侵蚀-冻融循环环境下的耐久性能变化规律。结果表明:桐油的掺入可有效抵御水分与氯盐对灰浆浆体的侵蚀,并调控灰浆中碳酸钙的结晶类型,使其向性能更好的球霰石和文石转变,形成更为致密的微观结构。青麻纤维可以在灰浆中起到较好的加筋与桥联阻裂作用,提升灰浆抗压强度与抗折强度,同时抑制冻融环境下灰浆裂缝的扩展,提升灰浆抗冻性。其中掺加5%桐油与1.5%麻纤维的LO5H组灰浆性能最优,其90 d抗压强度与抗折强度较石灰灰浆分别提高了45.3%与182%,在水/氯盐环境下的耐冻融循环次数较石灰灰浆均提升了约五倍,提升效果较为明显。

摘要：空间复合力测量是空间感知技术的重要发展方向之一。六维力传感器作为主要的空间复合力测量装置,被广泛应用于火箭发动机推力测试、航天器对接等领域。目前,轻量化已成为六维力传感器的主要研究方向之一,但由于其设计指标多且各项指标间存在相互制约,故采用理论推导、数值仿真及实验验证相结合的方法进行研究。首先,利用螺旋理论建立Stewart式六维力传感器在理想条件下的力映射模型,通过求解综合性能目标函数来确定其各向同性度理论最优时的结构参数。然后,利用ABAQUS有限元分析软件构建Stewart式六维力传感器仿真模型,并对其初始样机的质量、刚度、强度和灵敏度进行了详细分析;在此基础上,分析了上、下加载盘主要结构参数对传感器质量、刚度和强度的影响,进而对加载盘结构参数进行了优化并设计了一种具有正四面体特征的半球形减重结构,实现了传感器的轻量化设计。最后,对优化后Stewart式六维力传感器的性能进行了仿真分析和实验验证。结果表明,基于多目标参数优化结合数值仿真、实验验证可有效提高设计效率和降低设计成本;所设计的减重结构可有效改善Stewart式六维力传感器的质量分布和提高其质量利用率,优化后传感器的质量减小了17.65%且综合性能优异。研究结果可为六维力传感器的轻量化设计和综合性能优化提供参考。

摘要：坑中坑基坑是一种较为复杂且尚未得到充分研究的基坑形式。为研究基坑开挖过程中内坑支护桩的内力发展规律,进行了施工过程中的支护桩内力现场测试。通过采集桩身纵向受力钢筋的应力来反演桩身弯矩,分析了支护桩桩身弯矩在施工过程中的发展规律。通过有限元数值计算拟合了试验结果,研究了外坑开挖深度和平台宽度变化时内坑支护桩桩身弯矩的变化趋势,结果表明:坑趾系数(外坑平台宽度/开挖深度)与内坑支护桩桩身最大弯矩的变化存在着密切联系,通过拟合给出了桩身最大弯矩增长率随坑趾系数的函数曲线,桩身最大弯矩增长率可作为坑中坑基坑中内坑支护桩设计时的安全系数加以考虑。