电机-智能材料复合型仿生鳍设计及分析

针对目前开发的仿生鱼鳍驱动方式及其功能单一等不足,提出一种电机-智能材料复合型仿生鳍。首先介绍仿生鳍机构原理及设计思路,对仿生鳍单元的运动关系进行建模;结合动力学仿真软件分析不同曲柄长度时鳍条运动角位移、角速度和角加速度随时间的变化情况;最后试验测试仿生鳍推进器的平均推进速度和平均推进力随鳍条运动频率的变化情况,并比较分析相同运动学参数下鳍条摆幅从根部至端部逐渐增大运动模式和鳍条摆幅从根部至端部等幅运动模式推进性能的差异。该研究充分利用机电系统响应速度快和驱动力大的优势,结合智能材料形状记忆合金功重比高和柔性驱动等优点,使仿生鳍不仅实现了两种驱动方式上的融合,而且通过仿生鳍的多种运动方式(波动、摆动以及复杂三维柔性运动),满足了巡游、转弯以及稳定性调节等多种需求。     

深水耐压壳仿生设计与分析

文章研究了千米水深蛋壳仿生耐压壳的设计理论与分析方法,首先采用Upadhyaya方程、N-R方程,分别建立了鸡蛋壳、鹅蛋壳形状函数;其次,设计了6 km水深鸡蛋壳、鹅蛋壳仿生耐压壳,并基于解析法和数值法,对这两种结构进行强度和稳定性研究;最后,建立了球形、抛物线形、柱形、椭球形等4种典型耐压壳的数值模型,与仿生耐压壳作对比分析。结果表明:解析法和数值法所得的经向应力、纬向应力、临界屈曲应力吻合良好,鹅蛋壳仿生耐压壳的强度和稳定性优于鸡蛋壳仿生耐压壳,具有较好的耐压特性;球形耐压壳储备浮力能力最优,鹅蛋形、鸡蛋形、柱形、椭球形、抛物线形耐压壳的储备浮力能力分别是球的87%、82%、68%、67%、66%;从储备浮力、壳内空间利用率、流线型、乘员舒适性等方面综合比较可知,鹅蛋壳仿生耐压壳可为深水耐压壳设计提供有效参考。     

对比城市桥梁与公路桥梁的汽车荷载和人群荷载标准差异

随着交通量、车辆载重有了较大增长,桥梁荷载标准不断提高,新建桥梁质量不断完善。从现实意义、发展变革、规范内容三个方面,对城市桥梁与公路桥梁设计荷载标准进行对比,讨论城市桥梁与公路桥梁设计标准中汽车荷载和人群荷载差异,为城市桥梁和公路桥梁设计提供参考。     

基于声类比的仿生圆柱壳流噪声特性研究

本文基于鲨鱼皮表面的齿状结构对圆柱壳表面进行改形设计,设计了3种典型仿生圆柱壳结构.采用大涡模拟(LES)结合Lighthill声类比方法对仿生圆柱壳的流噪声进行求解,并讨论了仿生圆柱壳流动噪声的特性和机理,最后对圆柱表面的齿状结构进行了优化.结果表明,仿生圆柱可以降低脉动压力的幅值,同时能够改善尾流流场,减少圆柱尾流涡量,从而起到降噪作用.3种仿生圆柱中,V型仿生圆柱的降噪作用最佳,且Ⅴ型圆柱的s/h的临界值在2.5左右,s/h＞2.5时,V型仿生圆柱不再具有降噪作用.     

离心风机仿生蜗舌降噪效果试验研究

提取长耳鸮羽翼组织降噪特征元素,设计耦合吸声结构蜗舌,降低离心风机的噪声。根据仿生学原理,仿生蜗舌形态单元包括微缝板、穿孔板和空腔,从降噪机理分析后发现三者耦合作用可以吸声降噪,并对离心风机性能参数影响不大。进行对比试验研究,结果表明:在额定工况下,装有仿生蜗舌的离心风机的总声压级LA比原型风机降低0.5 d B,其他工况最高可降低2.5 d B,说明仿生蜗舌是一种有效的降噪方案,其仿生形态单元尺寸与降噪效果的关系有待进一步研究。     

一种柔性胸鳍仿生鱼的初步设计和开发

设计开发一种以胸鳍作为动力推进系统的仿生机器鱼.该仿生鱼具有效率高、机动性好、噪音低,对环境扰动小的优点,并能利用柔性胸鳍摆动方式实现推进及水平面内的机动运动.所设计的仿生机器鱼具有一定的工程应用价值.     

通航河流桥梁主动防船撞措施探讨

文章从影响通航条件的主要因素,即建桥对通航条件的影响入手,从桥梁选址、桥跨及墩位布设以及通航净空尺度等角度,全面分析了预防船撞桥事故发生的相关措施和技术要求,提出了从桥梁设计角度如何实现桥梁主动防船撞的方法,其成果可为桥梁设计借鉴参考。     

桥梁混凝土裂缝成因浅析

在桥梁建造和使用过程中,桥梁混凝土的裂缝问题可以说是“常发病”和“多发病”,经常困扰着桥梁工程技术人员。文章中通过总结近几年的桥梁施工经验和体会以及对相关技术资料的查询,从桥梁工程的设计、施工、监理和运营管理以及气候温度等多个方面对桥梁混凝土裂缝的种类和产生的原因作了分析,并提出了施工中应注意的问题。     

混凝土桥梁开裂机理和防裂措施研究

随着港区内桥梁建设日益发展和高性能混凝土广泛应用,桥梁混凝土开裂问题越来越引起重视。在桥梁工程设计中往往提出混凝土连续浇筑等特殊要求,导致桥梁工程中很多采用高墩、大跨结构,从而使温度控制和防止裂缝问题成为桥梁设计和施工过程中必须重点考虑的问题之一。主要结合实际工程中桥梁的设计与施工实践,利用有限元分析混凝土桥梁开裂机理,并研究混凝土桥梁温度场和温度应力特点,为桥梁工程混凝土开裂提供有效的防护措施。     

基于仿生的非光滑表面防污减阻技术发展现状分析

基于船舶防污减阻的必要性,从仿生角度出发,介绍了仿生表面防污减阻这种新型环境友好型防污方法。重点分析了鲨鱼、海豚、贝壳和甲鱼壳等仿生原型的表面微结构,探索了这些生物表面微结构的防污减阻机理。基于生物表面微结构的防污减阻效应,阐述了现有的水生生物非光滑表面防污减阻技术,最后对仿生表面防污减阻方法进行了展望。     

武汉新区四新大道景观桥梁布局与设计

结合环境特色及城市总体规划，介绍武汉四新大道景观桥梁总体布局及设计思路。根据桥梁景观功能，将13座桥划分为5组，分别阐述桥梁桥位布置、风格定位、桥跨布置、桥宽布置、结构形式及桥梁材料。桥梁形态各异，桥型具有原创性，并运用新理念、新工艺和新技术，突显武汉水城特色及都市风情。     

漫水桥的设计

针对我国对农村公路建设投资有限的情况,在适宜桥址修建漫水桥是实用经济的办法。文中提出了漫水桥设计的原则,分析了漫水桥的适应性及其特点,并结合王湾桥实例,进行了横、纵断面及下部结构设计,对常规桥和漫水桥设计进行了经济比较。     

基于影响矩阵法的斜拉桥成桥索力优化

介绍了斜拉桥成桥索力优化的影响矩阵法,运用大型有限元程序ANSYS中的优化模块,结合某独塔斜拉桥验证了这种方法计算合理成桥索力的可行性和有效性。计算结果表明,将影响矩阵法引入斜拉桥成桥索力的有限元分析中是可行的,可为类似桥梁的设计提供参考和验证。     

公路桥梁伸缩装置的设计与施工

文章对公路桥梁的伸缩装置的设计计算方法及其选型原则作了叙述,并通过秦皇岛市跨越青龙河桥伸缩缝的施工实例,介绍了GQF型桥梁伸缩装置及其施工工艺。     

斜塔斜拉桥动力特性研究

应用大型通用有限元软件ANSYS对某大跨度斜塔斜拉桥的动力特性进行了计算分析,讨论了空间有限元模型的建立,分析了构件参数对动力特性的影响,得出了可供该类型桥梁设计应用的结果。     

轻型悬索桥的调查与分析

轻型悬索桥在我国的河谷山涧地区以及城市人行桥中应用较广泛,但对其结构设计特点尚未有较系统的总结。文中在大量收集国内已建轻型悬索桥资料的基础上,从桥跨、加劲梁以及主索等方面分析总结其设计特点,包括轻型悬索桥的适用跨径、桥跨布置特点,加劲梁的截面形式、高跨比,主索材料、垂跨比和锚固形式等。     

扩建工程桥梁下部构造拼接设计浅析

介绍沪宁高速公路扩建工程苏州-无锡段以及合宁高速公路扩建工程大蜀山-陇西段中桥梁下部构造的拼接设计思路,对桥台、桥墩的连接方案及形式进行比较论证,提出合理的拼接方案。     

三种规范对桥梁墩柱撞击力的比较

针对目前桥墩被船撞事故的频发,研究了某大桥水中桥墩在船撞作用下的响应,分别按照公路桥涵04规范、铁路规范、欧洲规范的要求采用不同的船舶撞击力,对各撞击力作用下桥梁墩柱结构进行计算、分析、比较。在3种规范对船舶撞击力的规定中,公路规范取值最小,铁路规范次之,欧洲规范最大,由此在桥墩防撞设计时应引起设计人员足够的重视。     

重庆朝天门长江大桥主桥上部结构设计

随着我国经济实力的增强和桥梁技术水平的提高,特大型桥梁日益增多,桥型也越加丰富,桥梁结构更加合理.文章以重庆朝天门长江大桥为例,就如何选址桥位、确定桥型及在确定的技术标准及荷载条件下如何开展结构设计、考虑施工因素提出设计思路.