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关键词： 混合教学   SPOC   项目式教学   数值模拟  

摘要： 在“双碳”目标下,绿色低碳已成为我国能源技术创新的主要方向,各高校在能源动力类人才培养的改革上,还面临诸多挑战。实践证明,利用“互联网+”教育及工程项目深度融合的混合教学模式,是能源动力类课程教学改革的有效措施。通过整合MOOC及SPOC线上优质教学资源,重构传统教学内容,可以显著优化学时分配。借此引入工程项目式教学环节,将数值模拟技术融入教学,既培养了学生的科学创新思维,又提高了学生对工程问题的认知度、团队协作和沟通能力。

关键词： 连续刚构桥   计算流体力学   数值模拟   三分力系数  

摘要： 为研究桥梁在施工阶段和成桥阶段的三分力系数变化。以芦沟河特大桥为例,采用计算流体力学方法建立桥梁的数值模型,计算分析施工阶段和成桥阶段的三分力系数变化规律。结果表明:同一条件下施工阶段与成桥阶段的三分力系数变化规律基本一致;由于护栏存在的影响,相比于施工阶段,成桥阶段的三分力系数均产生了显著变化,阻力系数和力矩系数相比于施工阶段,二者最大差值超过了20%,升力系数相比于施工阶段,差值可达17%。

关键词： 大跨度单层空间网壳   十字形板螺栓装配式节点   数值模拟   抗弯性能   屈服弯矩   节点尺寸设计  

摘要： 装配式连接节点是大跨度装配式单层空间网壳结构体系的关键。提出一种适用于大跨度单层网壳结构的十字形板装配式节点。该节点由圆钢管、十字形钢板、角钢、矩形连接盖板、圆盖板和高强螺栓组成,其中圆钢管、盖板、十字形钢板在工厂焊接,现场将十字形板和角钢、矩形盖板用高强螺栓连接。该节点通过设置角钢、矩形连接盖板和十字形钢板螺栓连接,在节点受到弯曲荷载时,角钢和矩形连接盖板可以首先承受弯曲荷载,从而减少节点内侧的十字形钢板塑性损伤,并且提高节点的抗弯性能。利用有限元模拟方法,构建新型连接节点有限元模型,分析了十字形钢板和角钢厚度等变量如何影响节点在平面内外的抗弯性能。通过对各组成部分尺寸的参数化研究,得到了这些因素对所提出的连接节点平面内外抗弯性能的影响规律。研究结果表明,采用角钢与矩形盖板相连接形成的十字形节点,在抗弯刚度和承载力方面表现出了优异的性能。通过调节十字形板厚度、螺栓个数、角钢和盖板厚度可调控节点的初始抗弯刚度和抗弯承载力。基于刚性节点设计方法,对该半刚性节点进行尺寸理论设计,结果表明该方法可以保证节点弯矩设计值基本达到圆钢管的屈服弯矩,满足设计要求,提高节点安全。

关键词： 泡桐木   运输容器   减震器   构件试验   数值模拟  

摘要： 为解决木材作为乏燃料运输容器减震器填充材料时力学性能中的分散性和尺寸效应问题,本文开展了小尺寸木材压缩试验和足尺寸构件压缩试验;采用LS-DYNA有限元分析软件建立了试验构件模型,并对比了足尺寸构件模拟结果与压缩试验结果;基于小尺寸木材和足尺寸构件试验获得的泡桐木力学性能数据开展了运输容器跌落分析;通过运输容器原型样机的过重心角跌落测试验证减震器设计。计算和试验结果表明,在泡桐木的弹性和平台阶段,模拟结果与试验数据吻合较好,且基于小尺寸木材性能的仿真结果可以包络足尺寸构件试验结果。运输容器的自由跌落模拟结果表明,减震器结构设计合理。9 m过重心角跌落试验结果与仿真结果吻合,验证了选用的泡桐木本构模型合理准确。应用高斯分布衡量木材屈服平台应力数据能提高减震器的可靠性,该方法可以替代足尺寸构件试验,从而减少研发成本。

关键词： 轻量化   铝合金   低压铸造   数值模拟   结构优化  

摘要： 针对AlSi7Mg0.3铝合金副车架产品体积大且壁厚不均匀、局部热节大和易补缩不足等难点,对其壁厚和补缩通道的结构进行了合理的设计。通过铸造工艺模拟仿真分析、X光检查、力学性能分析以及实物台架试验性能对比等进一步试验验证。验证结果表明,局部特殊部位的壁厚及结构优化,能提升产品强度,满足台架耐久性试验;合理设置补缩通道,结合铸造过程水冷工艺,实现顺序凝固,有效地降低了缩松类缺陷,提高了产品质量。

关键词： 超浅埋偏压隧道   爆破振动控制   爆破试验及监测   振动传播规律   数值模拟  

摘要： 针对山岭隧道洞身浅埋段地形偏压、围岩风化严重、爆破施工风险高等问题。首先,通过岩石力学性能试验获取砂泥岩互层区岩石的物理和力学参数;其次,对超浅埋偏压隧道开展爆破全过程仿真分析,研究适用于超浅埋偏压隧道爆破施工的参数优化方法;在此基础上,提出超浅埋偏压隧道安全施工综合减振措施并对其减振效果进行分析;最后,对采用综合减振措施施工的超浅埋偏压隧道开展爆破振动试验与现场监测,并研究在砂泥岩互层区的爆破振动传播规律。结果表明:采用优化段间延时爆破、改变楔形掏槽孔形式以及调整楔形掏槽孔布设位置的综合减振措施后,超浅埋偏压段峰值振速得到控制,平均减振率近30.00%;现场试验结果与数值模拟结果中爆破主频频率主要集中在10~50 Hz,且各测点振速均在安全允许质点振速内;现场爆破试验后试验掌子面破岩效果良好,围岩未出现超欠挖情况,岩壁稳定;测点距离爆源越近,受地形影响越小,数值模拟数据与实测数据的拟合率就越高,最高拟合率达98.82%;基于量纲原理建立的考虑岩性、高程差和坡度的爆破振速预测公式与现场爆破振动试验数据拟合精度更高,其相关性高达0.92。研究成果可用于指导超浅埋偏压隧道爆破振动响应的控制,同时也为该类工程的顺利开展提供一定的科学借鉴。

关键词： 数值模拟   夹矸厚度   截割特性   波动系数  

摘要： 为了研究不同夹矸形态对截割性能的影响,本文利用数值模拟软件对不同夹矸位置对截割特性的影响进行分析,发现截割水平夹矸薄煤层时,截割扭矩不会发生较大的变化,受力较为均匀,而截割倾斜夹矸薄煤层时,滚筒受力会随着夹矸层位置发生较大的变化。同时对不同夹矸厚度、矸石硬度对截割特性的影响进行分析,发在相同的夹矸倾角下,此时随着夹矸厚度、硬度的增加,此时的滚筒扭矩波动系数增大,同时截割比能耗也增大,为夹矸薄煤层开采提供一定的参考。

关键词： 计算机视觉   块石堆积   DeepLabV3+   堵塞识别  

摘要： 溢洪道是水利工程中重要的泄水结构,保障其稳定地泄流对调节水库水位、保障挡水建筑物安全等具有重要意义。现阶段溢洪道检测自动化水平低、缺少专门的管理人员,发生堆积险情上报难以满足即时性要求。因此,利用计算机视觉技术建立了一种便捷、轻量化的溢洪道块石堆积检测方法。先通过室内试验模拟可能出现的块石堆积情况,建立一套图像采集系统拍摄不同形态块石造成的溢洪道泄槽堵塞;然后以常规DeepLabV3+模型为基础,将模型中backbone替换为Res Net50和Mobile NetV2网络结构。通过对比试验表明,修正后模型的分类准确率和平均交并比均有所提升。综合考虑模型性能和图像分割效率,最终采用Mobile Net V2网络结构作为改进的DeepLabV3+模型的backbone。试验结果表明,改进的DeepLab V3+模型的平均交并比较常规模型提升了12.61%,测试集中的平均图像分割时间为277.93 ms。研究所用方法能够为溢洪道自动化检测提供基础。

关键词： 车辆   质心测量   改进侧倾法   数值模拟   转动角度  

摘要： 应用侧倾法进行汽车质心位置测量时,会出现轮胎受力点计算不准确、车辆侧倾大等问题,本文提出改进侧倾法。在应用改进侧倾法进行车辆质心位置测量时,轮胎受力方向始终竖直向上,不需额外设计轮荷称重装置,可以减小摩擦力等不利因素的影响。为使改进侧倾法中支承板始终保持水平,采用平行四边形机构对其进行约束。根据静力与力矩平衡,建立改进侧倾法的车辆质心测量计算模型,采用数值模拟手段,对系统关键部件进行校核,并对测量过程进行数值模拟分析。研究表明:改进侧倾法设计的平行四边形机构和测试台框架的刚度和强度可以满足安全性要求;在车辆质心位置确定过程中,改进侧倾法车辆的转动角度会较传统测试方法小,所测质心位置精度高且试验安全性好。

关键词： Poiseuille-Rayleigh-Benard对流   密度倒置参数   流型   传热   数值模拟  

摘要： 为了了解密度极值流体Poiseuille-Rayleigh-Bénard(P-R-B)对流流动和传热性能,采用有限容积法对具有不同宽高比水平矩形流道内冷水的P-R-B对流进行了三维数值模拟。结果表明,随着密度倒置参数的增加,Rayleigh-Bénard对流强度减弱,说明密度倒置参数对二次流动具有抑制作用。充分发展区平均Nusselt数随Rayleigh数和截面宽高比的增大而增加,随密度倒置参数的增大而减小。基于计算结果,拟合得到了密度极值流体P-R-B对流充分发展区传热关联式。