摘要：综合分析了近年来稳健设计的研究成果,重点对不确定性分析、特殊条件的稳健设计、模拟基稳健设计、多学科稳健优化设计和稳健设计应用等方面进行了较系统的归纳和总结,探讨了稳健设计发展规律和有待进一步研究的若干课题。

摘要：为准确评估主缆与鞍座间的抗滑移安全性,确保多塔悬索桥结构受力安全,对主缆与鞍座间的摩擦抗力特性进行了研究。通过分析索股间微元体的应力-应变关系,建立侧向压力和索股拉力间的微分方程,推导了主缆索股和鞍座侧壁接触面间的侧向压力表达式,并据此建立了主缆与鞍座间的摩擦抗力方程,提出了悬索桥主缆与鞍座之间的抗滑移安全系数确定方法。通过模型试验结果对摩擦抗力方程进行了验证,并对主缆与鞍座抗滑移安全系数的确定方法以及鞍座设计参数对于抗滑移安全系数的影响进行了探讨。结果表明:所提出的摩擦抗力方程能够准确确定鞍槽内设置和不设置竖向摩擦板2种典型情况下主缆与鞍座间的实际摩擦抗力;现有的抗滑移安全系数定义方法物理含义模糊,计算值偏于保守,无法计入鞍座参数优化对提高抗滑移安全性的影响,可能对多塔悬索桥的结构设计造成困扰;所提出的抗滑移安全系数表达式,物理意义明确,便于工程应用,可以作为确定抗滑移安全系数的依据;主缆与鞍槽接触面间的摩擦因数和鞍座结构设计参数是主缆与鞍座间摩擦抗力的重要影响因素,改善鞍座设计参数和设置竖向摩擦板是提高主缆与鞍座抗滑移安全性的有效途径。

摘要：提出了基于系统性能稳健偏差的稳健设计优化方法。该方法针对区间型参数非梯度性能函数的稳健设计问题,应用性能稳健偏差概念评估目标性能函数和约束性能函数的稳健性,形成了三层次稳健设计优化模型:①搜索优化设计点;②迭代策略搜索设计点的目标函数和约束函数的稳健偏差;③优化寻求给定性能偏差所对应的稳健性指数。该方法可获得同时满足约束条件和目标值稳健性要求的优化设计,并输出目标值及其稳健偏差。用三杆桁架结构稳健设计优化说明了该方法的用法和特点。

摘要：在工程设计中,可靠性优化设计通常计算量较大或精度不够。本文提出了一种基于支持向量机(Support Vector Machine)和MPP(Most Probable Point)的可靠性分析方法。用SVM在MPP处替代原极限状态函数,并利用极限状态函数的梯度信息,使SVM模型穿过MPP并与原函数相切,再基于SVM采用重要抽样法计算失效概率。然后,将SORA(Sequential Optimization and Reliability Assessment)与基于SVM的可靠性分析方法相集成,将传统的双循环可靠性优化算法解耦为单循环,并通过基于SVM的可靠性分析方法修正了SORA中由于线性近似带来的误差,保证了最优设计点处可靠性分析的精度。算例证明,该方法在处理非线性问题时具有精确度高和计算量适度的特点。

摘要：统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)传统线性控制器的性能可能因运行点的大范围变化而恶化,针对该问题提出了一种基于微分几何状态反馈精确线性化理论的UPFC非线性潮流控制策略。通过选择李雅普诺夫型输出函数、适当的非线性坐标变换和状态反馈将UPFC的5阶非线性系统完全转化为一个线性系统,然后采用线性极点配置方法设计了UPFC内部潮流控制器。IEEE 118节点系统的仿真对比结果表明,所提UPFC潮流控制策略改进了传统PI控制近似线性化的缺陷,有效适应了UPFC控制范围的大幅度变化,在提高电力系统暂态稳定性方面的效果明显优于传统PI控制。此外,该控制策略设计过程可以应用于所有基于电压源型换流器(voltage source converter,VSC)的柔性交流输电系统(flexibleAC transmission system,FACTS)装置。

摘要：通过射钉法在铸坯横断面1/2,1/4,1/8三个位置测量170mm×1400mm断面AH36钢在1.25和1.35m/min两个拉速下的连铸板坯凝固坯壳厚度,根据凝固定律,利用铸坯凝固坯壳厚度确定液相穴长度以及凝固终点.应用板坯连铸二次冷却仿真软件对其进行凝固过程模拟计算,得到凝固壳生长形貌,横向和纵向凝固壳厚度变化趋势,以及横向内弧表面温度.对比测量结果与模拟结果,验证在同一位置凝固壳厚度基本一致,铸坯最先凝固的位置为1/4处,凝固末端位于1/8处.对连铸板坯凝固壳形貌的研究为二冷制度的设计以及优化提供了有效依据.

摘要：高温条件下上覆盖层的稳定性及对注入蒸汽的有效封堵作用对于浅层油砂蒸汽辅助重力泄油(SAGD)的成功开发至关重要。为了在加拿大M区块应用SAGD技术时为开发方案设计与安全生产提供技术支撑,通过X射线衍射分析、CT扫描、稳态平板法与三轴应力测试,获取了该区块油砂盖层岩心的矿物组成、微观结构、热力学参数及岩石力学参数;利用小型水力压裂试验确定了油砂储层及盖层岩石的最小地应力与地层破裂压力梯度;采用油藏流体模拟与应力模拟耦合的方法,分析了SAGD开发过程中盖层的应力分布状态。试验与模拟结果表明:M区块油砂盖层岩心中黏土矿物含量较高,遇水可能发生膨胀,造成强度降低;盖层岩石没有裂隙或微裂缝,但存在弱面区,岩石物性表现出非均质性;盖层的最小主应力为3.65MPa,沿垂直方向,有利于对注入蒸汽进行有效封堵;整个开采生命期盖层的Mises应力最大值始终低于最小主应力,在设计的SAGD注汽温度与压力条件下,M区块油砂储层上覆盖层不会发生塑性形变或破坏,在整个生产期间能够保持密封的稳定性。研究形成的油砂SAGD开采盖层稳定性评价方法,为该类油藏热采注汽压力优化设计与矿场施工提供了理论依据。

摘要：以正确识别简支梁桥实际刚度分布为目标,建立了集中荷载作用下单梁区段刚度与挠度间的关系方程组,结合位移互等定理推导了全梁多区段的实际刚度分布表达式;建立了标准双轴车与三轴车移动过桥时其跨中挠度曲线向集中荷载作用影响线转换的关系方程,从而凭借双轴车与三轴车低速行驶过桥时采集的跨中挠度时程曲线推导简支梁桥纵桥向的实际刚度分布状况,分析全桥实际病害分布范围及损伤程度;编制了配套计算软件,对比验证了桥梁刚度分布识别算例与相关研究资料。研究结果表明:由于损伤原因的多样性及复杂性,简支梁各区段损伤程度各不相同,梁体实际刚度分布沿纵桥向呈非线性变化,不宜采用设计规范提出的全梁整体刚度作为在役简支梁桥运营过程中局部损伤和病害的评判计算标准;给出算法得到的简支梁桥纵桥向实际刚度分布与实际工程受损情况吻合良好,可应用该方法快速、真实、可靠地反映在役桥梁整体损伤状况,锁定简支梁桥损伤范围并正确估算其损伤程度。

摘要：提出性能稳健偏差估计和自动多点寻优的稳健设计优化方法。该方法不要求系统参数的分布函数已知,且可适用于系统性能函数不能或不便求导和大偏差参数情况。应用设计敏感区理论和最坏情况分析原理,基于系统性能偏差和相应设计敏感区之间的关系,提出系统性能稳健偏差概念和多点稳健设计优化策略。稳健设计优化包括三个循环:内循环中,性能函数作为优化目标,性能目标的稳健性指数作为约束条件的判据,搜索优化设计方案;中循环中,由稳健性指数迭代,搜索求解系统性能目标的稳健偏差;外循环中,自动调整约束条件中设计稳健性判据的稳健性指数的门槛值,搜索可能存在的多个优化设计方案。理论分析和计算实例说明了该方法具有以下优点:能根据设计问题自动搜索可能存在的多个优化设计方案,可避免因要求选择合适的稳健性指数门槛值而给设计者带来的困难;不但能给出优化设计及优化目标值,而且能给出优化目标值的稳健偏差,为设计者在目标值及其稳健性之间决策提供重要依据。

摘要：针对高凝油含蜡高、凝固点高、流动性差及开采难度大的问题,选用铜绿假单胞菌配合嗜热脂肪地芽孢杆菌和嗜热脱氮地芽孢杆菌,采用四组分分析法和饱和烃气相色谱法等方法开展了微生物提高高凝油采收率菌剂研究和应用评价。结果表明:菌种对原油四组分存在选择性降解,降解率为23.0%~42.3%,同时菌种可以将高凝油中长碳链饱和烃降解为短碳链烃类,w(nC_(21))/w(nC_(22))值和w(nC_(21)+nC_(22))/w(nC_(28)+nC_(29))值增大0.33~0.57;铜绿假单胞菌发酵液表面张力从72.21 mN/m降低至26.81 mN/m;嗜热脂肪地芽孢杆菌与嗜热脱氮地芽孢杆菌2种芽孢杆菌乳化高凝油的E24值分别为70.6%和82.3%;基于嗜热脂肪地芽孢杆菌、嗜热脱氮地芽孢杆菌和铜绿假单胞菌3种细菌性能设计的兼容本源微生物的复合微生物采油菌剂可使高凝油黏度降低63.86%,凝固点降低6℃。物理模拟驱油实验表明:该微生物复合菌剂可在中渗(200 mD)及低渗(50 mD)条件下使高凝油采收率提高6.46%~8.48%。6口油井的微生物吞吐采油试验证明该微生物复合菌剂性能稳定,可使高凝油采收率大幅提高,具有良好的工业应用前景。