高负压液压油缸系统流量再生液压阀再设计和能效分析

为解决高负压液压油缸系统存在的机器作业效率低与能量损耗大的问题,提出了高负压液压油缸系统流量再生液压阀再设计的方法。首先,以某土方机械油缸用常用液压阀为研究对象,通过析因分析可知,非再生流量回路的固定液阻参数对液压阀流量再生供油率的效应显著;其次,对液压阀最大流量再生供油率较低的问题,提出将非再生流量回路固定液阻设计为可变液阻、且与再生流量回路可变液阻差动联控的方法;最后,在所提方法的基础上,借助试验设计和响应面方法,实现以阀结构参数为设计变量、液压阀流量再生供油率最大化为优化目标的阀结构再设计。通过对2 000 h以上的小样本整机进行试验验证,结果表明,流量再生液压阀的供油率和工作装置快降作业效率分别提高了29%、27%以上,非再生流量理论能量损失减少了90%以上。该方法有效解决了油缸无杆腔高负压及其能量损耗问题,同时所提面向液阻差动联控的液压阀再设计理念与流程,对解决同类高负压液压油缸系统设计问题具有一定的工程意义。     

突加集中荷载作用下饱和土-深埋圆形隧道衬砌系统的非轴对称动力响应

考虑饱和土与深埋圆形衬砌的相互作用, 研究了突加集中荷载作用下饱和土-衬砌系统的非轴对称动力响应. 基于Biot理论和弹性理论, 采用Laplace变换和Fourier级数, 考虑衬砌边界条件以及衬砌与饱和土交界面处的连续性条件, 在Laplace变换域内求得突加集中荷载作用下饱和土-弹性衬砌耦合系统的位移、应力和孔隙水压力等的解析表达式. 利用Laplace逆变换Crump数值反演方法得到饱和土-衬砌系统动力响应的数值解, 并分析了土体和衬砌系统的力学、几何等参数对系统动力响应的影响. 结果表明: 5倍隧道衬砌半径以外处土体的动力响应远小于隧道附近土体的动力响应; 衬砌刚度和厚度对土体位移和应力影响显著, 但对孔隙水压力影响较小; 孔隙水的可压缩性对土体位移的幅值影响不大, 但对应力幅值的影响较为显著.     

用样条配点求解反对称角铺设层合板的瞬态响应

应用样条配点法以三次 B样条函数为时域函数的试函数 ,求解了反对称角铺设层合板的动力响应问题。在若干算例中 ,对于各种边界 ,选择样条函数作为振型函数 ,用样条配点法求出了结构的动力响应量 ,并与 Newmark法进行了比较。     

设置过渡层的半刚性基层沥青路面的合理结构

针对半刚性基层在沥青路面使用过程引起的裂缝破坏,使其在高等级公路中的适用性受到质疑的问题,通过设置级配碎石和沥青碎石过渡层使半刚性基层的层位实现向下放置,实现了改善半刚性基层受力和减少裂缝的目的。采用ANSYS计算设置不同厚度的级配碎石和沥青碎石过渡层,分析路面结构在荷载作用下基层厚度变化时轮隙中心的受力情况,以考察适宜的半刚性基层层位和厚度。力学分析结果表明：采用厚度为12～15cm的级配碎石层和厚度为25～35cm的半刚性基层、或设置厚度为10～15cm的沥青碎石层和厚度为20～30cm的半刚性基层这两种结构,完全可以满足控制路面结构开裂的指标要求;能减少路面结构出现裂缝,延长沥青路面的结构寿命。     

硫掺杂纳米氧化钛的制备及日光敏催化活性研究

本文为开发对太阳光的可见光区进行响应的光催化剂,以巯基乙酸为硫掺杂剂,采用简易溶胶-凝胶法制备硫掺杂TiO2,并以2,4-DCP为典型污染物,检验其可见光催化活性。利用XRD、XPS、UV-Vis光谱等手段表征光催化剂。结果表明,硫掺杂能提高TiO2的结晶度,并抑制晶相从锐钛矿型向金红石型的转变。掺入TiO2的硫位于晶格O位点和晶格间隙,替代硫和间隙硫掺杂TiO2的光吸收均发生明显的红移,并有较高的吸收强度。适量的硫掺杂,引起适量的氧空缺和Ti^3＋,增强氧化钛的光催化活性。     

响应面优化算法在被动式低能耗建筑设计中的应用

被动式低能耗建筑设计过程计算量大,涉及变量多,不同变量间关系错综复杂,传统方法无法获取复杂变量的最优解集,不能保证被动式低能耗建筑设计不同目标函数达到最优。为此,将响应面优化算法应用于被动式低能耗建筑设计中。将最大化舒适度、最小化耗能率作为被动式低能耗建筑设计的目标函数。通过拉丁超立方实验设计方法,获取被动式低能耗建筑设计优化问题的设计空间;在设计空间中随机抽样。在此基础上,通过最小二乘法拟合建立响应面模型。利用遗传方法对拟合响应面模型进行改进和更新处理,直至达到收敛,保证被动式低能耗建筑设计达到低能耗率、高舒适性的目的。实验结果表明,响应面拟合准确性高,将响应面优化算法应用于被动式低能耗建筑设计中,发现其能够有效降低能耗,提高舒适性,和其他方法相比有更好的优化结果。     

采用不同管排组合的换热器弹性管束壳程流体诱导振动响应

为了研究换热器内弹性管束在壳程流体诱导下的振动特性,利用流固耦合的顺序求解法,对换热器内不同管排间距和不同管排数条件下多排弹性管束在壳程流体诱导下的振动响应进行了数值分析;提出了分割式网格划分策略,可大幅度提高网格划分的精度、效率和灵活性;提出了粗算加精算的分步计算策略,可大幅度减少计算时间,提高计算效率。研究表明:在壳程流体诱导下,换热器内各排弹性管束的振动主要表现为面外振动,且振动的均匀性较差;大不锈钢连接体上监测点的振幅受管排间距的影响较大,小不锈钢连接体上监测点的频率受管排间距的影响也较大;当管排间距较小时,各排弹性管束间的相互影响较强;当管排数增加时,各排管束的振动均匀性降低。     

基于时空双变网格算法的碳酸盐岩裂缝型储层正演模拟

引入局部精细时间采样算法,对空间变网格算法进行改进。将裂缝视为局部非均质体,利用空间不同尺度的网格对裂缝介质进行表征。采用有限差分算法直接求解波动方程,实现对实际碳酸盐岩介质的微裂缝储层的地震波正演模拟技术,得到地震波在裂缝型储层传播中的一些直观的波动现象。结果表明:利用局部精细时间采样算法,对精细的空间网格在时间层内可以进行局部加密求解,从而解决全局采用精细时间采样带来的庞大计算量和计算耗时问题;裂缝缝间距、裂缝切伸参数对地震记录的反射振幅能量和极性影响较大,并在反射波后常会紧跟一个弱反射能量;裂缝受构造影响较大,平缓构造和起伏构造裂缝反射模式相差较大;在了解地下构造走向的情况下,可根据不同的裂缝反射特征寻找裂缝发育带。     

基于响应面法的竹材浸蜡热压改性工艺优化研究

以竹片为基材,利用聚乙烯蜡为改性剂进行竹材浸渍热压工艺改性处理.基于单因素试验,使用响应面法对工艺进行优化,并建立二次多元回归模型.结果表明：热压改性可使得聚乙烯蜡有效地渗透到竹材的内部.热压压力和热压时间为关键因素,其具有显著交互作用.当热压压力、温度、时间分别为2.2 MPa、123℃和8 min时,竹材顺纹抗拉强度达到205.39 MPa,与模型预测值基本相符,相较于素材提高了84.77%.同时,经改性处理后竹材表面的表面憎水性增强,初始接触角（WCA）由70.12°提高到82.26°,且60 s内仅有小幅下降.     

轻小型无人机锂电池在冲击载荷下机械/电化学耦合失效特性试验

为研究轻小型无人机锂电池在受到冲击载荷下的动响应特性及其可能产生的内短路、热失稳以及起火爆炸的规律,开展了轻小型无人机锂电池在落锤冲击下的测试试验,研究了不同落锤跌落能量下撞击载荷、响应模式、电压和温度变化,结合电池的机械响应及其电化学参数变化综合分析了轻小型无人机电池的安全性。研究结果表明：电池单体在受到不同能量落锤撞击后分为三种响应模式：低能量冲击模式、中能量冲击模式、高能量冲击模式;电池冲击载荷以及电池自身的电压变化与冲击能量的变化具有明显的相关性,电池电压和冲击载荷互为影响,具有强关联的耦合特性;电池电量与电池撞击过程中的压降规律、趋势和幅度等电化学性能之间并未有明显的耦合关系,但是对电池受撞击后的着火、爆炸等安全性后果具有重要影响。