井下巷道电缆安装车自适应挂缆控制系统设计与开发

针对目前煤矿井下巷道人力牵引敷设电缆方式劳动强度大、电缆易磨损及工作效率低等问题,依据井下巷道环境以及井下电缆安装车的结构,设计并开发了井下巷道电缆安装车自适应挂缆控制系统,以机械化、自动化技术解放工人的繁重劳动;系统以C8051F020单片机为主控单元,采用手动控制和自动控制结合、手动控制优先的控制策略,融入记忆学习的智能思想,实现井下巷道电缆自动悬挂;阐述了系统的工作原理、软硬件设计及实现;实验室性能测试结果表明,位移测量误差±2%以内,挂缆机械手能够按照手动、自动的要求正确动作并准确挂缆,实现电缆的自适应悬挂。     

桥梁拉索损伤声发射监测研究进展

大量索承体系桥梁即将达到20–30年的拉索寿命期,开展有效的拉索损伤监测方法研究有利于保障大桥结构安全。本文简要论述了现有桥梁拉索损伤检测及监测方法的适用性,重点综述了近40年来声发射技术应用于桥梁拉索监测的研究进展,以及在腐蚀、疲劳、断丝等损伤监测方面所取得的研究成果。结合实测数据在采集、数据处理过程中的难点及参数分析盲点,探讨了现有研究成果应用于特大桥梁拉索损伤监测仍需解决的问题,并针对性地提出了研究思路。     

基于遗传算法和改进的Dijkstra算法的电缆敷设优化研究

首先结合电缆敷设相关标准建立了基于多种条件限制的电缆敷设优化的多目标规划模型,将分层序列法的思想运用于模型的求解中.将总敷设路线最短作为第一目标,转弯数最少作为第二目标,错层数最少作为第三目标.求解时首先将遗传算法和改进的Dijkstra算法相结合,共同进行第一目标和第二目标的求解;对于第三目标错层数最少,在运用改进的Dijkstra算法得出待敷设路线后,设计了基于贪心准则的贪婪敷设算法来满足错层数最少的要求.最终通过MATLAB编程实现以上思想并分别对30条和100条电缆的敷设进行实例验证.     

悬索桥空间缆索实用找形方法

针对现存分段悬链线法和有限元法在悬索桥空间缆索找形方面存在对初值敏感和容易发散等问题,本文提出了一种实用方法.基于空间缆索纯索体系的有限元模型,以缆索节点坐标和单元内力为未知参数,通过小弹性模量法确定迭代初值,采用内循环参数更新外循环坐标修正的嵌套循环迭代计算空间缆索线形.三个算例分析结果表明,本文方法计算精度与分段悬链线法一致,且具有迭代次数更少、收敛性更好和计算效率更高的优点,适用于纵桥向斜吊杆空间缆索的线形计算.     

Implicit compact difference schemes for the fractional cable equation

In this paper, we propose two implicit compact difference schemes for the fractional cable equation. The first scheme is proved to be stable and convergent in l_∞-norm with the convergence order O(τ + h⁴) by the energy method, where new inner products defined in this paper gives great convenience for the theoretical analysis. Numerical experiments are presented to demonstrate the accuracy and effectiveness of the two compact schemes. The computational results show that the two new schemes proposed in this paper are more accurate and effective than the previous.     

基于分布式光纤Bragg光栅传感技术的光缆卷盘静态压力研究

基于对光缆卷盘缆层静态压力分布的理论分析, 建立了光缆缠绕体系中的受力理论模型. 研究表明, 随着缠绕层数的增加, 卷盘各层光缆所受压强先快速增大而后变化平缓. 采用分布式光纤Bragg光栅(FBG)对光缆绕线装置上缆层的静态压力进行了实时传感, 理论上给出了FBG的中心波长偏移量与体系压强的定量关系, 实验上发现各层FBG的中心波长随着光缆卷盘缠绕层数的增加先较快速变化而后趋于平缓, 理论模拟和实验测量结果符合得很好. 该技术解决了光缆绕线过程中无法对缆层所受压力进行实时监测的难题.     

多自应力模态索穹顶结构的几何构造分析

索穹顶结构是发展和推广Fuller张拉整体结构思想后唯一实现的一种新型大跨空间结构,它的几何构造分析是一项非常重要的工作。本文在对一般空间杆件体系的分类、自应力模态和机构位移模态研究的基础上,从索穹顶结构特有的杆件拓扑关系入手,提出了单位整体可行预应力这一新概念,并最终解决了多自应力模态下该体系稳定性判定问题;通过对若干类型索穹顶结构的几何构造分析,得出了一些对结构设计有用的结论。     

横向流激励下绳索的扩张和回转运动

基于横向流激励下绳索的微段受力分析,建立了横向流体对绳索作用力的解析表达.借助坐标变换,将绳索的运动表示为扩张和回转两部分.在此基础上,分析了小垂跨比绳索的流激振动问题,对无伸张态临界流速、平衡解稳定性、重力对绳索运动的影响等问题进行了讨论.     

Nonlinear vibration analysis of viscoelastic cable with small sag

Both the inplane and out-of-plane transverse vibrations of a viscoelastic cable subjected to an initial stress distributing uniform on the cross section are studied. The constitution of the cable material is assumed to be of the hereditary integral type. The partial differential-integral equations of motion are derived first. Then by applying Galerkin's method, the governing equations are reduced to a set of second-order nonlinear differential-integral equations which are solved by finite difference numerical integration procedures. Finally, the effects of the viscosity parameter and the elastic parameter on the transient amplitudes of the first mode are investigated by numerical simulation. Project supported by the National Natural Science Foundation of China (No. 59635140) and the National Postdoctoral Foundation of China.