室外巡检机器人的磁导航系统设计及实现

为了提高室外巡检机器人的导航精度和稳定性,基于磁钉磁场分布特性,设计了一种新的磁导航系统.首先根据巡检机器人室外磁导航需求,确定了磁钉材料、形状、尺寸及其排布方案;接着针对磁钉磁场强度设计了磁钉检测装置;然后对检测装置输出信号进行消抖滤波,并根据磁钉磁场分布构建了磁场比值函数,以及机器人相对于磁钉的横向偏差函数;最后以横向偏差为变量设计出巡检机器人磁导航的可变参数PID控制器.3种路径环境下的实验测试结果表明:与定常PID控制相比,基于可变参数PID控制的机器人横向偏差平均减少76.8%,轨迹标准差平均提高69.8%,且无脱离路径现象,说明机器人磁钉导航的准确性和稳定性,进而验证了所设计磁钉检测装置以及导航控制算法的有效性.     

浅析斜拉桥合理成桥索力确定的方法

斜拉桥作为高次超静定结构,其斜拉索力对梁的应力和变形起着决定性作用.因此,如何合理地确定索力,使斜拉桥处于合理的受力状态下,已成为斜拉桥设计中的关键问题.本文综合介绍了索力优化的概念,分析目前各种索力优化方法的优缺点,同时还提出了合理索力确定的原则.     

一种应用于多重干扰领域新型定位方法

在不需要舰载定位装置的情况下,舰船磁定位方法已能定位大海中航行的舰船。针对磁定位中磁场信号的变化严重依赖于潮汐深度、舰船和传感器阵列的相对位置2个因素的问题,本文将潮汐变化、舰船和传感器阵列的相对位置2个重要影响因素纳入到舰船磁场信号模拟模型中,根据舰船磁场测量数据定位舰船踪迹,并且不需要舰船上人与装置的大量合作。试验表明,该方法可行性强,定位精度高,具有一定的工程实用价值。     

磁传感器阵列布置形式对铁磁目标磁场信息量获取的影响

为进行铁磁目标磁场的精确建模,利用磁传感器阵列测量了铁磁目标周围特定区域的磁场分布,根据测量数据重建铁磁目标的磁源分布,并以观测矩阵的奇异值坡度为评价标准对磁传感器阵列所获得的铁磁目标磁场信息量进行评估。通过将理想和简化布置形式下的磁传感器三分量阵列和垂直分量阵列进行对比分析,发现与垂直分量阵列相比,三分量阵列更具优势,而简化三分量阵列则因其具有可获得充分的磁场信息、能减少测量点数、占地最小等优点成为实际工程中最可取的阵列形式。     

基于三相激励长输原油管道全方向MFL检测方法研究

针对传统漏磁检测(magnetic flux leakage, MFL)在管道轴向裂纹的检测灵敏度不高的问题,提出基于三相激励长输原油管道的全方向MFL检测方法.全方向MFL检测将漏磁场变化率、外部激励强度变化模型和三相线圈磁化模型融合,用三相激励方式磁化管道,分析管道漏磁场变化率、外部激励强度变化的影响因素,设计基于三相激励管道检测装置,进行管道检测试验,通过仿真与试验对比,该装置可有效识别轴向裂纹、周向裂纹与45°裂纹,识别精度达95%,比传统漏磁检测装置具备更高的灵敏度,对管道无盲点检测具有一定的参考价值.     

磁测式船舶姿态自动测量装置研究

利用三维磁传感器直接敏感在同状态下两个不同坐标系中的船舶综合磁场三维磁感应强度,研制了出一种新型的船舶姿态实时测量系统,并对该系统的测量原理,误差分析,校正原理与方法等作了较全面的论述。     

基于含磁光缺陷的零折射率超材料的可调波导

利用含磁光缺陷的零折射率超材料,可以实现电磁波的操控.当磁光缺陷发生旋磁共振时,其有效介电常数对于外加磁场的变化敏感,而零折射率超材料的透射性能也受内嵌缺陷有效介电常数调控,从而可以通过外加磁场实现零折射率材料透射率的调节.通过外加磁场,分别实现了对含磁光缺陷指数近零超材料和介电常数近零超材料波导透射率的有效操控,为零折射率材料中电磁场的操控,提出了一个具体的方案.此外,在缺陷发生旋磁共振时,零折射率材料透射性质对于外加磁场的变化十分敏感,因此含磁光缺陷的零折射率材料也可以用于设计高灵敏度的磁传感器.     

高阻尼铝合金层压复合材料阻尼特性和工程应用研究

本文研究了新型高阻尼铝合金层压复合材料阻尼性能，包括材料在低频、声频下的阻尼、经与应力应变振幅的关系，阻尼的时效稳定性，材料的工程阻尼特性，并介绍了材料在海军装备上的减振、降噪应用试验研究。     

日发现有磁电效应新物质

日本研究人员发现一种具有磁电效应的新物质。该新物质具有非常罕见磁电效应。通常在极低的温度下才能达到这种性质转换。具体是：大阪大学以常见的超导材料铜氧化物为研究对象，发现其中的一种物质在零下43摄氏度的环境下即能产生磁性质和电性质的相互转换，而这一温度比此前已知具备磁电效应物质的转换温度高约200摄氏度。     

适用于无线传感器网络的应变能收集系统研究

为了使嵌入式无线传感器不再依赖电池供电,开发一个新型的利用应变能传感器系统。首先用单向排列的压电纤维与一块复合材料样品叠压。再将一个箔式应变计与压电纤维粘和并校准其分流值。该样品用一个电动装置驱动,频率分别为60 Hz、120 Hz和180 Hz,其在3处承受周期性弯曲负载(75到300με峰值)。验证应变能收集系统的可行性。     

双塔双索面支座体系混合式结合梁斜拉桥设计

以洗府河大桥为工程背景,进行了双塔双索面支座体系混合式结合梁斜拉桥的平面、纵断面和横断面设计,介绍了主桥的桥跨布置、桥梁方案,同时进行了中跨结合梁钢主梁、中跨结合梁混凝土桥面板、边跨混凝土主梁、主梁钢一混结合段、斜拉索、主塔和基础的设计,并进行了结构计算。     

鄂东长江大桥超长斜拉索施工技术

斜拉桥目前的跨度已经跨越千米,随着跨径的不断增大,给斜拉桥的核心受力构件——斜拉索的施工技术难度带来了新的挑战。超长斜拉索的张挂技术,是大跨径斜拉桥施工的控制性技术。文章通过鄂东长江大桥超长斜拉索的施工,详细介绍斜拉索的施工工艺及技术要点。保证了施工质量。     

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。     

斜拉桥索梁耦合振动研究

研究了斜拉桥发生索梁耦合共振的机理与条件,充分考虑了拉索振动的几何非线性、垂度与桥面刚度的影响,建立了索梁耦合振动的数值计算模型。计算结果表明,拉索发生大幅振动与斜拉桥主梁的刚度以及拉索本身的振动特性有关,拉索可能在主梁振动的作用下发生1∶1的主共振或2∶1的主参数共振。根据计算结果讨论了这两种共振的性质,提出了抑制索梁耦合共振的方法。     

大跨径多塔斜拉桥非线性静力分析

以一座在建的多塔结合梁斜拉桥为工程背景,运用大型有限元结构分析软件ANSYS,建立多塔斜拉桥的空间非线性有限元模型,考虑拉索垂度效应、结构大位移和梁柱效应3种几何非线性因素,进行了大跨度多塔斜拉桥空间非线性静力分析,给出了桥梁结构主梁、桥塔以及斜拉索的位移及内力云图,结果表明：多塔斜拉桥的主跨跨中位移变形最大,为33.2 cm;边塔弯矩随高度的变化各不相同,塔底弯矩最大;斜拉索的最大索力在边塔外侧的辅助墩附近。     

线缆打圈对船体材料磁化影响的数值模拟

为评估船用焊机等电气设备线缆打圈对船体材料的磁化影响,阐述线圈电磁计算的要点,建立有限元模型。对不同高度、不同直径和不同安匝数的直流线圈模型进行数值模拟,得到多个条件下的线圈中心最大磁场强度。对比文献,得到不同条件下最大磁场强度对船体材料的影响。结果表明,即使在典型工况条件下,线缆打圈仍会对船体材料会产生不可忽略的磁化影响,在实船建造时应注意规避。     

独柱索塔四索面斜拉索施工关键技术

嘉绍跨江大桥为主跨428m的六塔独柱式四索面斜拉桥。独柱、四索面的结构决定了斜拉索施工难度大、控制精度高。文章介绍了嘉绍大桥斜拉索施工的主要方法和创新工艺，为同类工程提供了借鉴与参考。     

矮塔斜拉桥索鞍静力分析

结合一座矮塔斜拉桥设计、整体计算情况,为研究骑跨式索鞍局部受力状况,采用三维有限元软件建立矮塔斜拉桥索鞍区有限元模型,选取整体计算中最不利荷载进行静力分析,得到了桥塔索鞍区混凝土和索导管应力分布状况,分析索鞍处混凝土应力规律,对索鞍锚固区设计方案进行综合评价,并提出改进建议。     

提高混凝土耐久性措施在近海桥梁施工中的应用

辽河特大桥为主跨436 m的双塔双索面斜拉桥,位于辽河入海口处。该项目混凝土结构耐久性不但要考虑海水及淡水双重腐蚀,还要考虑冻融损伤对耐久性的影响,因此,对混凝土结构耐久性有非常高的要求。结合工程实例,重点介绍高性能混凝土、外加电流阴极保护、防腐涂层等提高混凝土耐久性措施在本桥混凝土中的应用。     

杭州湾跨海大桥南航道桥钢锚箱施工技术

杭州湾跨海大桥南航道桥为A形独塔双索面钢箱梁斜拉桥,索塔锚固区采用混凝土结合钢锚箱结构,此结构形式在我国尚属新工艺。文章主要介绍了南航道桥钢锚箱安装施工工艺、施工难点及解决措施。结果表明,其轴线偏位、高程、垂直度等全部满足规范要求。