基于ADRC的船舶主机控制器设计与仿真研究

船舶主机速度控制系统由于具有典型的非线性和不确定性特性,并受到调速器执行能力的约束以及风、浪、流等的干扰,使得主机速度控制器的设计非常困难。该文给出了带有船舶主机速度控制非线性数学模型以及海浪扰动数学模型,对自抗扰控制(ADRC)原理进行了简要介绍;设计了船舶主机ADRC控制器。仿真结果表明:该控制器对于船舶主机的非线性、参数不确定性、环境不确定性以及控制对象的模型变化均有较强的鲁棒性;速度切换控制过程快速、平滑,油门调整小,可以实现高精度的速度控制。     

船舶下水托架工装优化设计

由于船舶的主尺度较小,为了提供全回转舵系的安装空间,艉部线型向上翘且较为靠前,从而导致下水气囊的有效承载运行距离偏短。为了保证船舶的安全下水,需设计船舶下水托架工装,文章就方案设计及船舶下水应用过程进行阐述。     

水面舰艇水下防御任务系统研究

该文根据水下防御作战需求,介绍了国外水下防御装备发展趋势,提出水面舰艇水下防御任务系统的功能模块和体系结构,并以水面舰艇编队为例,进行水下防御作战想定。最后指出了后续工作的重点方向。该文对我国海军水面舰艇水下防御发展有一定的参考价值。     

65Mn簧片螺母断裂失效分析

本文对重型卡车中使用的簧片螺母在装配过程中发生断裂事故进行了分析,结果表明,簧片螺母材质和硬度符合相关技术要求,金相组织为正常组织,引起断裂的主要原因为簧片螺母在酸洗或镀锌过程中产生吸氢,导致材料晶界脆化,在装配过程中受力发生脆性断裂。同时,分析了氢脆的原理,提出了避免氢脆事故出现的措施。     

新型竖直轴海洋能发电设备叶片的优化与仿真

为深入了解新型竖直轴海洋能发电设备的性能,对其叶片结构的流场特性和设备在流场中的动力收集特性进行仿真研究.建立不同结构叶片和不同数量叶片的二维模型,通过仿真计算,得到不同结构叶片的流场状态,以及叶片数分别为3、4和6时设备的合力和转矩大小.研究结果表明:在矩形叶片上开长方形孔能明显改善叶片后方的涡流,提高叶片的性能;当入口速度不变时,设备所受合力和转矩会随叶片数量的增加而增大;当叶片数量不变时,设备所受合力和转矩会随入口速度的增加而增大.研究结果可为新型竖直轴海洋能发电设备的结构设计与优化提供参考.     

日韩欧智能船舶的研究现状及对我国的启示

随着智能化技术的发展，智能船舶开始受到船舶行业的广泛关注。同时伴随着航运业对于环保、安全、经济等方面需求的不断增加，中日韩欧等世界各主要造船国纷纷投入到智能船舶的相关研究当中。然而，由于各自造船业的历史背景和发展现状不同，各主要国家对智能船舶研究具有不同的特点。该文分别研究了日、韩、欧典型智能船舶项目的研究现状，从多个方面分析了它们的研究路线和特点。研究发现：日本的智能船舶研究具有航运公司主导、局部到整体的推进方式、注重建立国际标准的发展特点；韩国的智能船舶研究具有船企主导产学研结合、发挥信息产业优势、分级发展的特点；欧洲的智能船舶研究以企业和科研机构牵头，以无人船为目标，以现有船舶改造为特点。论文在日欧韩智能船舶发展特点的研究基础上，分析了对于我国智能船舶发展的启示。     

长洲枢纽一、二线船闸通过能力变化及航运潜能释放*

长洲水利枢纽过闸货运量已跃居世界天然航道首位。然而坝下枯水位持续降落引起一、二线船闸通航保证率大幅下降，制约枢纽的整体通过能力。基于实测水文资料和模型试验成果，分析一、二线船闸通过能力变化。结果表明：枢纽运行以来，水位降落引起一、二线船闸可通航船舶吨级总体呈下降趋势，原设计船型分别为2 000、1 000吨级，至2019年一、二线船闸在设计流量（外江1 090 m3/s）下仅能通过500、100吨级；贵梧3 000吨级航道整治工程实施后，西江运行中的国标船型和西江船型得以顺利过闸（一、二线船闸）所需的外江最小下泄流量分别为1 875、2 470 m3/s。优化上游库群联合调度提升枯季下泄流量，优化不同泄流条件下一、二线船闸的组合调度，深度释放船闸的利用率，是现状全面提升长洲枢纽整体通过能力的重要途径。     

UHPC在隧道衬砌裂损整治中应用的可行性及性能要求研究

为解决隧道二次衬砌裂损整治中面临的净空限制等问题，提出采用超高性能混凝土（UHPC）代替普通混凝土作为衬砌补强材料，并对其可行性及材料力学性能要求进行系统研究。基于异性材料叠合梁理论对裂损衬砌和加固层的共同受力机制进行研究，得到加固材料的力学性能与结构受力特征之间的关系，从而得到加固工程对加固层厚度及UHPC力学性能要求； 在此基础上，提出一种实体单元应力和内力换算的计算方法，并通过有限差分法数值模拟，对衬砌与加固材料之间结合面的受力特征进行分析，从而得到加固工程对UHPC和普通混凝土之间黏结强度的要求。研究结果表明： 对于承载力损失不超过40%的衬砌，可采用UHPC进行加固； 对于承载力损失不超过15%的衬砌，UHPC的使用可将加固层的厚度减小到10 cm左右。     

一种适用于变轴力柱混合试验的改进BWBN模型及其参数识别

原始的BWBN模型无法很好地描述钢筋混凝土(RC)柱在水平和竖向双向地震作用下的刚度、强度退化以及正负向滞回不对称现象,为了描述这些现象,对原始BWBN模型进行修正.结合16根定轴力柱子的滞回数据,利用改进Park-Ang损伤模型计算柱子强度退化、刚度退化与累计损伤的关系,并相应地对原始模型相关项进行了修正.此外,对变轴力柱用轴力分级插值以及正负向单独计算损伤的方式来考虑变轴力的影响.最后,利用定轴力、变轴力试验数据以及OpenSees的模拟数据对模型有效性进行验证,并计算模型识别数据与试验数据的Pearson相关系数,结果均为强相关,说明模型适用性良好.改进的变轴力BWBN模型能较好地考虑轴力变化对柱子侧向滞回性能的影响,这对于拓宽混合试验应用范围以及实现变轴力柱混合试验有一定意义.同时,本文的研究方法,对未来变轴力恢复模型的研究也有一定参考价值.     

黄土地区抗滑桩嵌固段桩前被动土拱形成演化过程试验

抗滑桩是大型交通基础设施中稳定边坡和治理滑坡的主要手段之一，嵌固段桩前被动土拱效应是影响抗滑桩水平承载力的重要因素，被动土拱的形成演化过程是抗滑桩水平抗力调整的关键。通过几何缩尺比例为1∶15的抗滑桩物理模型试验，对桩前被动土拱的形成演化过程进行了探究。根据抗滑桩桩前被动土拱和模型试验系统的对称性，自主设计土压力传感器的布设方案，以保证在试验过程中对桩前土体各测点的x和y方向土压力分布规律进行实时采集；采用千斤顶对模型桩施加水平荷载，对加载过程中抗滑桩嵌固段桩身弯矩、桩前土压力及桩前土体应力变化规律进行了分析。绘制桩前土体应力云图并对桩前被动土拱拱轴线进行了拟合，同时采用数值模拟方法进行对照分析，以揭示桩前被动土拱的演化过程。结果表明：①桩身弯矩和桩前接触土压力均在嵌固点下4倍桩宽处附近出现极大值，后随埋深逐渐减小；②桩前被动土拱是由相邻桩对桩前土体的相互作用使主应力发生偏转而逐步形成的，其演化过程可分为初步形成阶段、承载阶段和破坏阶段；③桩前被动土拱拱轴线呈抛物线形式，随埋深逐渐增大形成被动土拱所需桩顶位移随之增大；④同一埋深处桩前被动土拱矢跨比随桩顶位移增加而逐渐变大，在承载阶段土拱矢跨比随埋深逐步减小。