基于复杂环境多自由度牙轮钻头动力学模型建立与分析

以牙轮钻头几何学、运动学为理论基础,通过受力分析,建立了多自由度牙轮钻头动力学模型,及综合考虑扭矩、弯矩、横向力和在钻头破岩过程中多种因素耦合作用影响下的牙轮钻头与岩石互作用模型,发展了目前钻头行为力学理论;并通过仿真研究得到典型工况下牙轮钻头轨迹曲线和岩石破碎仿真计算,并模拟分析了软、硬地层岩石交替复杂环境下的井眼轨迹,为今后研究复杂钻井系统井眼轨迹预测提供新的理论依据.     

等曲率井中有重钻柱屈曲的非线性有限元分析

建立了等曲率井中有重钻柱屈曲的平衡方程及对应的泛函表达式，用有限元法对等曲率井 中有重钻柱屈曲过程进行了分析，给出了钻柱正弦屈曲和螺旋屈曲临界载荷的定义. 力学模 型中考虑了重力、钻柱上端井斜角和井眼轨迹曲率半径对屈曲的影响. 分析结果表明：载荷 增大时，钻柱的下端先出现局部屈曲，随后屈曲向钻柱上部扩展，导致钻柱发生整体屈曲， 屈曲位移、井壁约束力线密度和钻柱弯矩都呈周期性变化；重力对等曲率井中钻柱的屈曲有 较强的抑制作用，其影响不可忽略；井眼轨迹曲率半径越小，钻柱上端井斜角越大则对钻柱 屈曲的抑制作用越强.     

裂纹失稳扩展轨迹焦散线和伪焦散线实验研究

本文给出了复合型裂开裂角和称稳扩展和轨迹的焦散线参数方程，并采用Ｃ型试样，对裂纹扩展轨迹进行实验研究和数值分析，所得结果对裂纹控制和止裂设计具有实用价值。     

光纤陀螺油井测斜系统硬件研究及设计

为了实现石油测井中井眼轨迹测量，提出了一种基于光纤陀螺油井测斜系统的设计和实现方法，将捷联惯性导航技术应用到油田测井领域。整个系统是以高速数字信号处理器TMS320VC33为核心实现数字滤波和导航解算，以FPGA设计为辅完成DSP外围接口功能，实现对水平井的井斜角、方位角和工具面角的测量。该文重点介绍了惯性测量单元、数据采集与接口电路、通讯电路和导航计算机等方面进行硬件和软件设计，并对已完成的试验样机进行全面测试，达到预期的基本要求。     

绳索取心满眼管柱的力学模型优化与应用

为了解决常规绳索取心钻具结构防斜能力低、钻孔轨迹控制差的问题，本文基于经典管柱力学的纵横弯曲连续梁理论，优化了孔底钻具的力学模型：将取心钻头与下扩孔器间视为钻头整体，而不作为第一跨；将稳定器间距小于切点跨距的管柱视为刚体。在此基础上提出了提高钻具防斜和钻孔轨迹控制的管柱结构模型，并通过钻探施工验证得出，管柱结构模型的理论防斜效果和实际钻孔轨迹变化情况相吻合，这为提高绳索取心钻孔质量提供了有效的理论指导。     

扁化效应对弯曲段套管抗挤强度的影响对比分析

针对弯曲段套管抗挤强度随井眼曲率变化规律问题，利用材料力学理论将弯曲段套管等价为均布载荷作用下的弯曲梁模型，根据拉梅厚壁筒理论和强度理论得到套管抗挤强度公式．借鉴扁化变形在圆管类结构中的研究思路，将其拓展到套管抗挤强度分析，对比分析是否考虑扁化效应下四种规格套管不同井眼曲率下的抗外挤强度．研究表明，套管轴向应力随井眼曲率基本呈线性变化；套管抗挤强度随井眼曲率的增加非线性下降．井眼曲率为2o/30 m时，是否考虑套管扁化变形得到的5 1/2"×10.54 mm P110套管抗挤强度误差为12.8 %；井眼曲率为12o/30 m时，误差46.9 %．井眼曲率为2o/30 m时，4 1/2"×9.65 mm TP140V套管抗挤强度误差11.9 %；井眼曲率为12o/30 m时，误差44.7 %．可见，考虑扁化变形后套管抗挤强度小于未考虑扁化变形情况；井眼曲率不大时，两种算法的差距较小，随着井眼曲率的增加，套管扁化变形对套管抗挤强度的影响不能忽略．     

起下钻时的钻柱和液柱系统纵向振动过程分析

本文建立了钻柱、钻柱内液柱和环空液柱的系统纵向振动方程，分析了起下钻时波动压力和反压差的影响因素，阐明了井下钻柱所受载荷的变化与大钩载荷的变化具有相同规律，为井下工况的预测、井下事故原因分析及井眼轨道控制系统控制信号的确定提供理论依据。     

单足机器人周期跳跃控制的虚拟约束方法

 研究单足机器人周期跳跃控制问题．弹簧支撑倒立摆模型可以比较准确地描述动物的跳跃行为，但无控制的自然跳跃抗干扰能力较差，一般采用轨迹跟踪控制方法实现单足机器人周期跳跃．当系统存在比较大的误差时，传统的时间轨迹跟踪控制方法存在明显的不足．引入虚拟约束技术，采用基于空间路径跟踪的控制方法可以克服时间轨迹跟踪的不足．采用点足机器人模型，并通过控制腿伸缩的方式为系统提供动力，将跳跃过程分为地面摆动和腾空飞行两个阶段，并通过起飞和着陆两个事件完成两个阶段之间的转换，整个系统模型属于欠驱动非光滑动力学系统．根据简化的动力学方程获得系统的虚拟约束解析表达式，并采用部分反馈线性化方法结合PD 控制设计系统的控制律．分析了系统的混合零动力学方程，并证明了闭环系统的临界稳定性．仿真结果表明，提出的控制方法可以实现单足机器人的周期跳跃控制，并且对外部干扰具有较强的鲁棒性．     

初弯曲纵横弯曲梁的等效载荷法及其应用

介绍一种求解初弯曲纵横弯曲梁的方法——等效载荷法,以及该方法在解决实际工程问题中的成功应用,为井下控制工具的研制和井眼轨道控制提供了理论依据．     

带有末端角度和轨迹路径点约束的MPSC制导律设计

针对多约束制导问题,给出了一种同时满足末端角度约束和飞行轨迹路径点约束的模型预测扩展控制制导方法,该制导方法通过满足飞行轨迹路径点约束实现灵活调节飞行轨迹,可以大大缩短目标防御反应时间。模型预测扩展控制制导方法是基于非线性最优控制理论,给出了控制量表达式以二次形式近似时制导律的设计过程。模型预测扩展控制制导方法只能对末端时刻输出量进行约束,通过对该制导方法进行扩展,使其还可以满足飞行轨迹路径点约束。仿真结果表明,考虑飞行轨迹路径点约束时,导弹经过设定的路径点并以给定的弹道倾角命中目标。     

纸页受力微损伤演化过程的声发射及多元统计特征

纸页受载后的损伤断裂行为涉及其使用性能,对其损伤断裂过程的研究不仅有助于揭示纸页破坏行为的物理本质,而且有助于对纸页质量及其生产、加工工艺作出更加科学合理的评定。本文基于声发射(Acoustic Emission,AE)实验研究纸页内部微损伤演化过程,给出了评估纸页宏观损伤断裂性能的定量描述方法。首先,根据AE信号与微损伤事件之间存在本质上的关联性,通过采集和观测纸页试样受载过程中的AE信号来研究纸页损伤断裂的基本特征;其次,针对所采集AE信号的数据量大、蕴含信息丰富导致数据分析和处理困难的特点,本文采用多元随机变量的分析方法。利用概率熵和Andrews曲线法等统计分析手段对AE数据展开研究分析,并最终利用一条损伤状态轨迹曲线实现了对纸页微损伤演化过程的完整宏观描述。结果表明,纸页微损伤演化过程呈现明显阶段性变化特征;Andrews曲线的聚类结果有效地区分了不同损伤阶段的相似性和差异性,同时,不同损伤阶段中纸样的微观形貌观测提供了实验性的证据。本文以一种典型的牛皮箱板纸为试件,验证了上述方法的有效性。     

AN EXPERIMENTAL STUDY OF PAPER FLUTTER

An experimental study was conducted in order to clarify the phenomenon of paper flutter. Flutter speed was measured in wind tunnel tests for sheet paper and web paper of various materials, sizes and tensions. The relationships between flutter speed, rigidity, mass ratio and tension were clarified from a large data set. The flutter boundaries were obtained in the form of dimensionless flutter speed and mass ratio for the case of sheet paper, and dimensionless flutter speed, mass ratio and tension parameter for the case of web paper. The flutter mode and air-flow around fluttering paper were investigated by visualization tests.     

送纸机构纸张控制方程及卡纸现象数值分析

卡纸现象是打印机和复印机送纸机构常见故障之一,广泛存在于各种介质的传送系统中．为解决该问题,需要研究纸张在送纸机构中的运行规律和受力特点．根据送纸机构的原理,建立纸张在辊轮间运动的计算模型,并推导这一过程中的纸张运动方程．理论推导表明机构的材料与尺寸对卡纸有影响;同时,利用多体动力学分析软件RecurDyn,建立送纸机构仿真分析模型,研究送纸机构运行状态并分析在纸张脱离辊轮后各个因素对卡纸现象的影响,获得纸张与导板间不同的摩擦系数、主动辊轮转速、纸张模量及厚度变化对机构运动影响的规律;最后对比了实验与仿真的扭矩结果,来验证仿真方法的可靠性．结果表明,在纸张被辊轮夹持阶段,纸张运动主要受机构材料和尺寸影响;在纸张脱离辊轮后,纸张运动主要受摩擦力和接触力的影响,并发现随着纸张与导板间摩擦系数的增加、辊轮转速的减小、纸张模量及厚度的变大,机构中容易发生卡纸现象．研究结果可为解决卡纸故障提供指导．     

Modelling of Fluid/Paper Interaction in the Application Nip of a Film Coater

This paper describes a model for the penetration of fluid into a moving paper web in the application nip of a film coater. One-dimensional and two-dimensional solution methods are developed and compared. The two-dimensional model is solved using a Galerkin finite element method with a free surface algorithm. The depth of fluid penetration into the paper web increases with increase in applied pressure, paper permeability and exposure time. The fluid penetration depth decreases as the porosity or solution viscosity increases. The functional relationship among these variables depends on the profile of the pressure applied at the surface of the paper sheet. For the case of uniform paper permeability and no air compression in the web, the two-dimensional model gives similar results to the one-dimensional model.     

无损残余应力测量及其新技术

简述及比较了主要的残余应力无损测量技术，重点为磁力法，并介绍一台新的磁力仪MAPS，且对MAPS及传统磁力仪作了比较，同时以X射线及中子衍射得到的结果验证了MAPS的可靠性，也介绍了文献上较少见的火车钢轨残余应力分布图。     

Nonlinear imbibition influence on the hygro-mechanical bending response of paper due to its interaction with water

The bending response analysis of a piece paper as a result of its interaction with water is studied to provide a better understanding of the problem that is dominated by water imbibition into paper. Three phenomenon that take simultaneously place are considered in this model: (i) water imbibition (ii) swelling of fibers and (iii) the softening effect on paper due to the water penetration. The water penetration into paper is modeled including the nonlinear imbibition phenomenon into paper. Numerical solution of the problem is carried out using MatLab^®. The influence of the nonlinear imbibition on the bending response is studied. The proposed model is more accurate and provides a better understanding of the problem compared to previous models presented in earlier works. Moreover, the formulation requires only four parameters to characterize the hygro-mechanical bending response of paper. Finally, the results show a good agreement with the experimental measurements reported in the literature.     

柔性多体系统动力学的若干热点问题

全面综述了柔性多体系统动力学近年来的研究成果．对建模方法、模态选取及模态综合、动力刚化及柔性多体系统动力学中微分－代数方程的数值方法等研究热点进行了详细的阐述,并简要展望了柔性多体系统动力学今后的发展趋势      

基于重要样本法的结构动力学系统的首次穿越

基于Gisranov定理, 提出一种估计稳态高斯白噪声激励的结构动力学系统首穿失效概率的重要样本法. 文章重点是构造控制函数, 控制函数促使随机响应尽量集中在样本空间中最易导致首次穿越发生的部分. 利用设计点构造控制函数, 在线性系统场合, 结合时不变系统的结构可靠性理论, 通过解有约束的优化问题得到设计点; 在非线性系统场合, 利用Heonsang Koo提出的设计点激励, 通过镜像法得到设计点. 最后给出例子, 将所提方法与原始蒙特卡罗法相比较, 模拟结果显示方法的正确性与有效性.     

纸质构件力学性能试验研究

对铅化纸制作的纸杆和纸带进行了力学试验, 分析了其力学性能, 结果表明:纸杆应力应变曲线存在线弹性段, 弹性模量主要集中在200$\sim$400\,MPa, 并具有一定的离散性. 而纸带抗拉曲线呈明显的非线性特征, 极限拉应变主要集中在0.015$\sim 对铅化纸制作的纸杆和纸带进行了力学试验, 分析了其力学性能, 结果表明:纸杆应力应变曲线存在线弹性段, 弹性模量主要集中在200$\sim$400\,MPa, 并具有一定的离散性. 而纸带抗拉曲线呈明显的非线性特征, 极限拉应变主要集中在0.015$\sim 对铅化纸制作的纸杆和纸带进行了力学试验, 分析了其力学性能, 结果表明:纸杆应力应变曲线存在线弹性段, 弹性模量主要集中在200$\sim$400\,MPa, 并具有一定的离散性. 而纸带抗拉曲线呈明显的非线性特征, 极限拉应变主要集中在0.015$\sim 对铅化纸制作的纸杆和纸带进行了力学试验, 分析了其力学性能, 结果表明:纸杆应力应变曲线存在线弹性段, 弹性模量主要集中在200$\sim$400\,MPa, 并具有一定的离散性. 而纸带抗拉曲线呈明显的非线性特征, 极限拉应变主要集中在0.015$\sim对铅化纸制作的纸杆和纸带进行了力学试验,分析了其力学性能,结果表明:纸杆应力应变曲线存在线弹性段,弹性模量主要集中在200～400 MPa,并具有一定的离散性.而纸带抗拉曲线呈明显的非线性特征,极限拉应变主要集中在0.015～0.025之间,纸带的粘结状态对试件的极限拉应变有较大的影响.     

The optimal control of delay control systems with restricted state right endpoint

I.'Introducti0nInthecontroltheory,theresoIutionofoptimalcontrolpr0blems,especiallythePontryaginmaximumprinciple,hasaffordedveryusefuIto0lsfortheadvanceofmodernscienceandthepracticalsystemssuchasthesystemsofmechanica1,economicadministrational,industrialand…