矩形薄板的混沌运动研究
摘要：研究了气流和面外激励共同作用下四边完全简支的矩形薄板的混沌运动行为。考虑几何大变形理论,利用Hamilton变分原理,建立了气流作用下矩形薄板的非线性振动偏微分方程;并将偏微分方程离散为常微分方程。运用线性势理论,得到了气流的气动力。用梅尔尼科夫方法得到了混沌运动存在的必要条件;数值模拟给出了振动系统的分叉图、相图和庞加莱截面,验证了必要条件的正确性。研究结果表明,随着来流速度的增加,矩形薄板会发生不稳定振动,出现混沌运动。行星际磁场扰动下极区热层中性风对夜侧离子拖曳的响应
摘要：离子拖曳可以对极区的高层大气中性风场产生强烈影响。行星际磁场（interplanetary magnetic field,IMF）扰动期间,通过全天空法布里-帕罗干涉仪（all-sky Fabry-Perot interferometer,all-sky FPI）的观测数据,分析了2012年1月21日21：21UT-2012年1月22日00：11 UT期间北极黄河站（78.92°N,11.93°E）上空630.0 nm氧原子辐射高度的中性风视线风场。行星际扰动数据与同时期离子风数据的对比分析表明,行星际磁场扰动使得Super DARN监测到的F层夜侧离子运动加速,高速运动的离子与中性风发生耦合,离子以传送动力给中性大气并向其运动方向拖曳的方式改变中性风的风场形态。煤层气有杆泵井排采煤粉产出规律表征与分析
摘要：为探索煤层气有杆泵井排采煤粉产出的实际沉降速度和临界排液量,建立了有杆泵井井筒煤粉运移动态实验平台,模拟了不同煤粉粒度、不同排液速度井筒煤粉动态运移规律。结合球形颗粒沉降末速理论公式,建立了有杆泵井排采不同煤粉粒度实际沉降速度和临界排液量计算模型。研究表明,实际有杆泵排采实际沉降速度和临界排液量与井液密度、井筒内流体流态、煤粉粒径、煤粉密度及井筒流体流速有关,且随着煤粉粒度的减小实际沉降速度和临界排液量降低,并计算出不同煤粉粒度的排采临界排液量。有杆泵井排采时实际沉降速度和临界排液量可为现场防煤粉控制、排采设备优化等方案设计提供依据。宁东煤田“三下”压煤条带煤柱穿巷开采技术的适用性及其关键力学问题研究
摘要：宁东能源基地是国家规划的13个亿吨级大型煤炭基地之一,是国内少有的百亿吨级整装煤田,随着各矿井陆续投产,常规开采中“三下”压煤、保护煤柱及边角残煤等引起了大量的煤炭损失,这与国家可持续发展的国策不符,而穿巷开采是回收宁东煤田“三下”压煤条带煤柱可行的办法,为此需要解决好三个关键问题：首先,在综合考虑地质条件等因素后确定技术方案,同时结合理论分析与现场监测等手段,做好“采留比”的设计,主要包括确定巷道临界宽度和兼顾经济性和安全性的最小煤柱宽度;其次,要控制好掘采后巷道的充填质量,必要的时候可以在充填体中注浆,以提高充填堆积体的整体强度和空间刚度,增强充填体对顶板的支撑能力和对煤柱的约束强度,以减轻顶板大范围离层;最后,为了保证穿巷开采的顺利实施,在开采工艺上可以采取间隔式跳采法,这样大大降低了掘采过程中巷间煤柱失稳的概率,提高了永久损失煤柱回收的效率。通过实施穿巷开采,地面基本实现无矸石堆存,地表沉陷和次生地质灾害得到有效控制,地下水系和地面生态环境破坏程度大幅度降低,实现绿色开采。基于UR机器人的直接示教系统研究
摘要：随着机器人技术的发展,越来越多的工业机器人被应用于工业生产的各个领域。人机互动是工业机器人发展的一个重要领域,而直接示教是人机互动的一个重要发展方向。直接示教机器人目前还是比较稀少,只有少数的机器人公司研发了直接示教系统,但是只能适用于他们自己的机器人系统,对于目前大部分机器人并不适用。为了拓宽直接示教的应用范围,对普通的机器人也能应用直接示教。大部分的机器人系统都是密闭的,不直接对用户开放,现提出了一种直接示教系统,在不涉及机器人原有系统的基础上实现直接示教,以Universal Robot为研究对象,通过一个力/力矩传感器感知操作者的示教力,数据采集卡收集到力/力矩的电压模拟信号,在上位机进行转换为力/力矩,然后进行力与位置的转换,发送到下位机实现运动,从而完成直接示教。无传感器机械臂碰撞估测及处理策略研究
摘要：针对机械臂在工作过程中与人体发生的意外碰撞,提出了一种新型碰撞力估测方法和接触碰撞后安全响应控制策略。当检测到的碰撞力矩超过设定动态限值的力矩时,系统认为碰撞发生。当碰撞发生时为了保证碰撞对象与机械臂的安全,系统采用PID控制策略使得机械臂远离事故现场。该控制策略将碰撞作为一种扰动,作用于机械臂的每一处关节上。即将复杂的空间动力学的运算简化到了关节处二阶线性系统的控制。以UR机器人为例,模拟了工业现场的情况。首先进行了仿真分析,而后在UR机器人安全模式内（碰撞力小于150 N）进行了碰撞试验。实验结果表明提出的碰撞力估测方法与控制策略实现了机械臂“碰撞—躲避—恢复工作”的功能,能够有效的保护被撞对象以及机械臂本体。基于网络监控视频流的车流量实时估计方法
摘要：智能交通系统（intelligent transportation system,ITS）是未来交通系统发展方向,其中车流量统计属于智能交通研究的主要领域。提出一种基于视频的车流量实时估计方法,利用redis内存数据库高并发、读写速度快的优势,从连续不断的网络视频流提取帧图像,依次存储在内存数据库的队列中,起到一个缓存实时数据流的作用。在运动车辆检测过程中,利用GMM训练背景模型获得背景帧序列改进ViBe算法的初始化过程,且在开始检测的过程中加快背景更新速度,达到快速消除原始检测中“鬼影”的目的。3个场景的实验表明：提出的方法能快速消除“鬼影”,提高了实时车流量估计的准确性。基于自适应权重极线距离变换的立体匹配
摘要：为解决在深度不连续区域传统极线距离立体匹配算法,光照差异增大时出现匹配误差大幅升高等问题,提出基于自适应权重极线距离变换的立体匹配算法。在Delta-Gama对数空间下,该算法首先根据初始匹配结果计算立体图像对Gama校正系数,基于光照差异修正极线距离变换相似度函数带宽,其次基于权重相似度自适应选取极线端点,确定分割系数;最后利用置信度传播算法计算视差图。实验结果表明,所提算法能够有效提高深度变换区域的匹配准确度,同时有效降低光照差异图像的误匹配率。相对于当前先进算法,所提算法的匹配率比当前先进算法提高至少40%。区域选取与差异图融合的目标变化检测方法
摘要：针对现有目标变化检测方法用于高分辨率可见光图像时,未能有效利用图像的局部特征,目标误检率高。提出了一种区域选取的目标变化检测方法。首先利用整体变分算法获取两幅源图像的结构图,并将两幅源图像与两幅结构图进行分块;然后通过计算得到两幅结构图相同位置块的熵值差和两幅源图像相同位置块的结构相似度,并将两者分别与各自阈值比较以确定出存在变化目标的图像块;最后将存在变化目标的图像块的对数比差异图与均值比差异图进行融合,并对融合后的图像进行形态学处理,得到最终的目标变化检测结果。结果显示,与阴影补偿方法相比,算法的目标目标漏检率降低了36%,伪目标率降低36%,数据表明该方法能够准确的检测出真实变化的目标,较好地排除了伪目标。蔗渣纤维素分离纯化预处理工艺条件优化
摘要：为获得较高蔗渣纤维素得率和增大预处理后纤维的比表面积,在常规碱处理基础上添加无水亚硫酸钠和增加稀硝酸处理工艺的方法,对蔗渣纤维素的纯化分离工艺条件进行优化;采用FTIR、SEM和BET测试对处理后样品表征分析。结果表明：硝酸质量浓度0.12 g/mL,Na OH质量分数2.5%,反应温度80℃,反应时间3 h,无水亚硫酸钠与蔗渣质量比1∶6,纤维素含量达91.49%;处理后纤维结构松散,表面粗糙,增加了纤维素的可及度和比表面,经过经典统计BET（Brunaller,Emmetl,Teller）测定其比表面积增大1.713倍。单层玻璃和中空玻璃传热过程及U值影响因素分析
摘要：通过对单层玻璃和中空玻璃传热过程的分析,建立了数值计算模型,给出了U值计算公式;并采用数值迭代的方法分析了玻璃厚度、中空气体层厚度、表面辐射率、综合换热系数对玻璃U值的影响规律。研究结果表明：随着玻璃厚度的增加,单层玻璃和中空玻璃的U值均逐渐降低;但降幅有限。随着中空气体层厚度的增大,中空玻璃U值先减小后增大。随着玻璃表面辐射率的增加,单层玻璃和中空玻璃的U值逐渐增大,各表面辐射率对U值影响程度不同;随着室内外环境综合换热系数的增加,单层玻璃和中空玻璃的U值均逐渐增大,但增幅越来越小。基于有限元技术的传统木结构关键构造节点的性能研究与分析
摘要：中国古代木结构关键节点有大屋顶和柱头的榫卯连接等,为研究其对结构整体性能的作用,使用贴近分析木结构需要的有限元软件ABAQUS,根据木结构营造法式,构建包含台基层、柱架层、铺作层的大木作结构模型,采用了合理的网格划分措施用于研究在水平往复载荷和地震波作用下结构能的耗散和刚度变化。通过控制结构上覆的用来模拟屋架层的竖向荷载大小,得到结构不同竖向荷载时在往复加载下的滞回曲线、骨架曲线,表明一定程度上,木结构的大屋顶质量越大,耗能越可观,且结构整体刚度越大;结构刚度随水平力的增大出现恒量、刚度退化、刚度崩溃的变化阶段。通过结构静力推覆实验,得到柱头榫卯连接的破坏机理,表明古建木构架的修缮关键应加强节点处榫卯连接。通过分析节点的破坏方式,找出结构的薄弱部分,能为结构检测提供依据,并指导古建木结构的加固改造工作。变加载方式灰岩蠕变试验研究
摘要：打破单轴压缩蠕变试验传统的加载方式,改变加载速率和荷载增量法进行单试件逐级增量加载。瞬时加载阶段的轴向应变有如下特征：第一阶段各级的轴向应变速率随荷载级别的增加而降低,且大于第二阶段和过渡阶段所有级别的轴向应变速率。岩石在整个蠕变试验过程中,瞬时应变以硬化机制占主导地位,蠕变应变时颗粒进行受力调整,且加载速率与受力调整时间呈负相关。基于经典的Nishihara模型,参考前人研究成果,建立了能同时体现瞬时蠕变、稳态蠕变和与损伤演化过程有关的加速蠕变三阶段的蠕变本构模型。驾驶人应急制动行为下的车辆纵向响应分析
摘要：为了深入研究驾驶人在应急制动行为下车辆的纵向响应问题,建立了车辆应急制动响应动力学模型;通过驾驶人应急制动行为下车辆纵向应急响应实车试验,完成驾驶人制动操作力度与车辆纵向响应等关键数据的采集,对比分析实车试验数据与响应动力学计算数据;研究结果表明：利用制动踏板位移描述驾驶人的应急操作力度更加准确,并且建立的车辆应急制动响应动力学模型数据误差较小,车辆制动应急响应计算模型70%的数据的相对误差在10%以内,最大相对误差为18.71%。轮毂电机驱动电动汽车耦合动力学特性参数灵敏度分析
摘要：以两后轮轮毂电机驱动电动汽车为研究对象,考虑车辆动力学纵向、横向和垂向的主要耦合因素,建立了整车16自由度非线性耦合动力学模型;并基于Adams/Car对模型的正确性进行了验证。在此基础上,以侧向加速度、横摆角速度、侧倾角、俯仰角、垂向加速度及轮毂电机定转子间的相对位移为评价指标,对前后悬架刚度、车身与电机质量比、定转子质量比、轴承与轮胎刚度比对动力学评价指标的影响进行分析。在分析各项系统参数对动力学评价指标影响的基础上,采用扰动法对各项系统参数进行灵敏度分析。结果表明,对侧向加速度和横摆角速度影响最大的均为定转子质量比,灵敏度分别为4×10^-3和1.21×10^-2;前悬架刚度对侧倾角和垂向加速度的影响最大,灵敏度分别为2.69×10^-2和2.06×10^-2;后悬架刚度对俯仰角的影响最大,灵敏度为2.9×10^-3;定转子质量比对两轮毂电机定转子间的相对位移最为敏感,灵敏度分别为9.550 2×10^-7和1.007 3×10^-6。为后续轮毂电机驱动电动汽车结构参数优化设计及动力学控制的进一步研究奠定了理论基础。大位移井岩屑运移研究综述与展望
摘要：随着大位移井的广泛应用,岩屑运移问题已成为大位移井钻井安全、成本、效率的关键问题之一。井筒岩屑堆积会导致高摩阻扭矩、卡套管、固井质量差等一系列问题,影响井筒岩屑运移的因素众多且相互作用复杂。当前研究及应用也有诸多问题亟待解决,有必要对大位移井井筒岩屑运移进一步探讨。系统总结了岩屑运移的机理、研究方法、影响因素、评价标准及现场措施,并在此基础上对当前岩屑运移研究进行了展望,以期为大位移井岩屑运移研究及工程实践提供参考。基于格子Boltzmann方法和有限体积法的方柱绕流特性对比分析
摘要：基于黏性流体理论,分别采用格子Boltzmann方法（LBM）和有限体积法（FVM）建立了黏性流场中方柱绕流模型。探究LBM在非光滑曲面钝体绕流方面的应用;并结合FVM进行对比分析。在FVM模型中,采用局部加密的方法对钝体边界进行处理,而在LBM模型中,除了传统的Half-way边界处理方法,还结合了拐角边界处理方法。为获得较好的可对比数据,根据已发表文献中的理论及UDF编译码技术,分别对两模型的进出口边界条件进行了讨论和设置。对比分析了两模型下的速度云图以及获得的升、阻力系数,Strouhal数。结果发现方柱上游压力不受涡脱落影响,雷诺数对其影响也较小;两种方法下的速度、无量纲参数吻合较好;但两者最适进出口边界不同,且相同条件下,LBM比FVM数值模拟能更快达到稳定状态。基于脊型波导的跑道型环形谐振器的偏振模式分离特性分析
摘要：设计和分析了基于绝缘体上硅的脊型波导的偏振模式分离谐振腔。通过分析超小脊型波导的模式双折射,将该微环谐振腔应用到定向耦合器,实现从准TE和准TM偏振模式在特定波长范围内同一输出端口的分离。试验证明,准TM偏振模式分离后的Q值达23 000±1 000,是未分离时的两倍。该新型跑道型环形谐振腔的特点在光学元件中的应用非常有前景,为新型环形耦合器的深入研究提供了理论参考。
