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关键词： 无底柱分段崩落法   陡倾结构   岩层移动   地表变形   离散元模拟  

摘要： 以金山店铁矿东区为例,采用离散元软件UDEC,结合地表监测成果,从岩体破坏、岩层移动、地表变形3个方面开展陡倾地质结构下金属矿山岩层移动和地表变形机理研究。研究结果表明:随着采矿的推进,回采区顶部垮塌和张拉破坏贯通区范围不断扩大,岩体塑性变形破坏逐步加剧;地表沉降位移和水平位移随着各分段向下开挖而不断增加,在-680 m开采水平下,地表沉降位移最大值约72.6 m,水平位移最大值约29.9 m;由于陡倾结构面的存在,上盘的变形破坏范围明显大于下盘,上盘岩层移动表现出倾倒特征,下盘岩层移动表现出剪切-滑移特征;在采矿初期,移动角和陷落角较大,随着采矿的进行,角度不断减小,开采至-382 m水平后趋于稳定;实测地表变形特征和变化趋势与数值模拟结果基本相符。研究结果可为其他具有陡倾结构的金属矿山开采提供借鉴。

关键词： 结构面   宏细观参数   细观参数校核   离散元理论   复合岩体  

摘要： 在基于离散元的复合岩体结构面数值模拟中,细观参数校核是重中之重,而探讨宏细观参数之间的响应特征可为细观参数校核提供重要依据。分别利用粘结强度清除法和Smooth-joint模型建立复合平直结构面数值模型,深入分析了两种不同方法所建立的结构面宏细观参数响应关系。研究结果表明:在基于粘结强度清除法的平直结构面模型中,峰值强度与细观颗粒摩擦系数值呈正相关;应用Smooth-joint模型模拟结构面时,细观基本摩擦系数(sj_fric)与结构面宏观基本摩擦角呈正相关且约等于其反正切值;细观法向刚度(sj_kn)和细观切向刚度(sj_ks)分别与结构面宏观的法向刚度和切向刚度呈正相关。最后结合拟合与试错法给出了新的参数校核模型,该模型具有准确和效率高的优点,可为结构面细观参数快速、高精度校核提供重要参考。

关键词： 离散变量   优化设计   输电塔   半刚性连接  

摘要： 输电塔半刚性节点会对结构内力及变形产生不可忽视的影响,然而,在传统的输电塔结构优化设计中,输电塔节点的半刚性连接往往被简化为铰接。为了准确评估输电塔的实际响应并对输电塔进行合理优化设计,以考虑半刚性连接的输电塔为研究对象,通过使用弹簧单元模拟半刚性节点的弯矩-转角关系,建立了半刚性连接的输电塔有限元模型,并提出了半刚性连接输电塔的优化数学模型和优化设计方案,发展了一种考虑半刚性连接的输电塔结构离散优化设计方法。优化结果表明:文中方法能够在满足结构应力及变形约束的条件下有效降低输电塔钢材的消耗量,节约了工程造价成本,具有良好的经济效益。

关键词： 临时看台   云模型   卡尔曼滤波   动荷载识别   测量误差  

摘要： 人群荷载的作用,包括人群的拥挤和跳跃、摇摆等产生的动荷载常常是看台等临时设施结构安全的重要影响因素,而国内外学者对看台等临时结构荷载识别工作研究较少,因此有必要对此类结构进行人群等荷载的快速识别研究。提出基于云模型和离散卡尔曼滤波的临时看台结构动荷载识别方法,首先介绍了云模型和离散卡尔曼滤波的基本原理,然后基于离散卡尔曼滤波器推导出荷载识别算法并利用云模型技术进行优化,以有效解决了测量误差、环境噪声等带来的干扰问题,最后应用临时看台结构进行了数值仿真,并与未优化卡尔曼滤波算法的荷载识别方法进行对比。数值仿真结果表明该方法对临时看台结构具有良好的动荷载识别性能。

关键词： 四轴陀螺稳定平台   伺服回路解耦   变结构控制   分区控制   区域优化  

摘要： 为了有效提高四轴陀螺稳定平台伺服系统全姿态控制精度,针对变结构分区控制过程中台体大角度晃动问题,提出一种优化的四轴陀螺稳定平台控制回路分区离散变结构控制策略。在分析四轴平台框架系统运动学方程的基础上,给出了随动式分区离散变结构控制策略,通过分析执行机构与被控角速度之间的相关程度,对随动式分区离散变结构控制策略进行优化。为了进一步减小变换区域时的切换扰动,在随动式分区离散变结构控制基础上提出一种稳定式分区离散变结构控制方法,对变结构区域进行了整合和优化,有效避免了运动状态在不同区域之间切换造成的台体晃动。仿真结果表明,随动式分区离散变结构控制策略优化前后相比,X方向台体晃动角速度减小63.5%,Y方向台体晃动角速度减小84.5%;稳定式分区离散变结构控制策略优化前后相比,X方向台体晃动角速度减小29.0%,Y方向台体晃动角速度减小57.3%,有效减小了平台台体在变结构控制切换过程中的晃动,提高了控制精度。

关键词： 离散结构   数理逻辑   能力培养   教学目标   教学过程   知识体系  

摘要： 针对离散结构课程教学偏于抽象理论,对计算机专业后续课程支撑不足的问题,以课程中的数理逻辑模块教学为例,分析确立合适教学目标并有效传达给学生的重要性,阐述如何优化以激发学生内驱力和培养学生应用能力为核心的教学过程,最后说明教学改革效果。

关键词： 杆系离散元   颗粒   接触碰撞   接触模型   碰撞力  

摘要： 将杆系离散元法拓展至结构的碰撞行为分析中,通过对颗粒运动轨迹修正实现模拟杆件间的碰撞响应。根据杆件间可能发生的接触模式建立了“点-线”接触模型;将“虚拟接触点对”的概念引入临界接触约束条件,详细推导了接触力的计算公式,并采用Fortran语言编制基于离散元法的结构碰撞行为分析程序;通过对典型接触碰撞算例的模拟和分析,定量验证算法的正确性和有效性。结果表明:“点-线”接触模型可对发生接触碰撞的杆件做出及时判断,并准确计算法向排斥力和切向摩擦力;同时接触碰撞过程的能量耗散。

关键词： 微结构设计   拓扑优化   离散变量   整数规划  

摘要： 由周期性微结构组成的材料结构因其独特性质在飞行器结构设计中展现出良好的应用潜力。为了避免超材料微结构拓扑优化过程引入的中间密度所导致的灰度模糊设计结果,基于一种离散变量的拓扑优化方法,利用序列近似整数规划和正则松弛算法实现材料体积约束下的微结构拓扑优化设计。利用离散变量的特点首先给出了两种微结构的几何形状初始猜测,并根据这两种初始设计的构型分别进行了体积模量最大化和剪切模量最大化问题的求解。结果表明,微结构拓扑优化设计构型受初始设计和材料体积约束的影响较大,考虑不同的性能目标所获得的优化设计构型差异明显。数值算例展现了文中基于离散变量实现超材料微结构拓扑优化设计的可行性和有效性,避免了中间密度引起的灰度模糊问题,清晰的微结构拓扑构型提高了结构的可制造性。

关键词： 尿素   磨料   表面改性   离散元仿真   膜结构特征   养分控释性能  

摘要： 【目的】尿素表面改性是提高包膜质量和养分控释能力的关键措施之一。我们研究了不同磨料对肥料核芯表面的改性效果,以及改性提高肥料养分控释的效果。【方法】供试肥芯为大颗粒尿素(直径3~5 mm,N46%),供试磨料包括白刚玉、棕刚玉、高铝瓷球、高铝瓷柱和氧化锆球。经测量不同磨料研磨后尿素的休止角,证明采用堆密度1.336 g/cm~3、直径6 mm的球形高铝瓷在10 min内对尿素表面改性效率最高,故用作后期的试验磨料。将1.5 kg的高铝瓷球与1 kg大颗粒尿素加入转鼓中,采用离散元仿真软件(EDEM)模拟磨料摩擦与尿素颗粒自摩擦的粒子运动、碰撞、受力和分布特征;使用扫描电子显微镜分析磨料、表面改性尿素和包膜尿素的表面和切面结构特性,采用原子力显微镜测试包膜尿素膜表面结构微观特征与粗糙度;采用静水溶出率法测定纳米SiO2改性蓖麻油基聚氨酯包膜的表面改性尿素的养分释放特征。【结果】EDEM仿真结果表明,转鼓底部颗粒运动快(1.125 m/s),边缘运动慢(0.00309 m/s),转动过程中,小颗粒物聚集在转鼓底部产生偏析。尿素自摩擦力约0.035 N,加入密度大于尿素的球形高铝瓷磨料后,混合体系的摩擦力变大(约0.042 N),尿素颗粒间的碰撞次数较自摩擦体系高出13.0%,因此改性效率得以提高。表面改性显著降低了颗粒表面粗糙度,在1μm^(2)检测范围内,粗糙度(Ra)平均降低了79.2%。由扫描电镜图可以看出,普通尿素表面粗糙,膜材料填充在凹陷部位,包膜耗费的膜材料较多,且膜与尿素贴合不紧密,在运输或长期储存过程中易发生膜破损,失去养分控释能力;改性后的尿素表面光滑,减少了无功能的膜材浪费,且膜厚均匀,膜层与核芯结合紧密,膜切面结构均匀,不易破损。养分释放结果表明,以5%包膜率的纳米SiO_(2)改性蓖麻油基聚氨酯对尿素包膜,表面改性尿素相较普通尿素可使养分释放期延长6倍,由表面改性前的24天提升至169天。【结论】依据EDEM离散元软件模拟,球形高铝瓷作为磨料与尿素混合后,提高了尿素颗粒的摩擦效率,大大降低了尿素表面的粗糙度。表面改性后的尿素作为控释肥核芯,不仅节省了膜材料的用量,且膜层与肥芯结合紧密均匀,延长了等膜量下的养分释放期。

关键词： 计算机   数据结构   算法设计   离散性   二进制  

摘要： 随着计算机科学的高速发展,计算机技术的应用愈发广泛。作为一个离散结构,数字电子计算机能够对离散及离散化后的数量关系进行处理。算法作为计算机正常运行的基础保障,直接关系到计算机工作的好坏。基于此,为进一步促进计算机信息技术的发展,提高算法设计的合理性,本文立足于计算机算法及数据结构内涵研究计算机算法设计、应用以及数据结构离散性,以期加强离散性研究,为相关工作或人员提供有效参考。