基于单片机和串口通信的高速步进电机控制系统设计

介绍了一种采用单片机和串口通信相结合的高速步进电机控制系统,该系统由上位机(Pc机)和下位机(单片机)2部分组成,二者通过串口交换数据.由于规定的步进电机转动速度所对应的脉冲频率远大于步进电机的突跳频率,因此达到最终转动速度需要一个加速过程,加速程序采用汇编语言进行编制,可以使过渡时间精确到μs级,保证了加速过程的平稳性.对指数型升速曲线和匀加速型升速曲线这2种常用的升速曲线在加速时间和转动平稳度上的性能进行了比较,发现指数型升速曲线过渡时间短、加速过程平稳,具有操作性强、实现效果好等优点.     

微颗粒影响螺旋桨噪声及空蚀损伤试验研究

为分析微颗粒对空蚀损伤及噪声的影响,开展不同水质的检测,提出水质的模拟方法,进行不同水质中的振动空蚀噪声试验、旋转圆盘试验以及循环水槽船后螺旋桨噪声的对比试验。结果表明:水中微颗粒含量对空蚀有较大影响,微颗粒含量高,空蚀破坏更严重;微颗粒对螺旋桨无空泡状态的噪声影响较大,可提高螺旋桨噪声的总声级,而对空泡状态下的螺旋桨噪声影响则不大。

     

混合交通流条件下区域交通信号控制优化模型

针对传统区域交通控制技术无法应对机非冲突干扰的问题, 结合中国城市道路混合交通流的特点, 研究了交叉口与路段非机动车对机动车的干扰。分析了区域路网机动车交通特征, 确定了混合交通特性相似的区域。基于路段非机动车的阻滞作用, 分析了交叉口通行能力的折减与相邻交叉口相位差的优化。以区域路网机动车总延误为优化目标, 建立了非机动车影响条件下的区域交通信号控制优化模型, 优化了信号周期时长、绿信比和相位差等参数, 并利用遗传算法求解模型。利用VISSIM仿真软件, 以上海市杨浦区五角场环形区域路网为例对优化模型进行验证。验证结果表明: 现状信号控制方案下区域路网7个交叉口机动车的车均延误为24.5~42.9s, 平均为35.99s, 路网总延误为256.39h, 优化后交叉口的车均延误为21.8~36.4s, 平均为30.12s, 路网总延误为214.57h, 7个交叉口车均延误减少了10%~24%, 平均为16.31%。可见, 优化模型能够显著降低区域路网车均延误与总延误, 提高区域路网通行效率。     

路面水膜厚度检验评价方法

降雨在道路表面形成的水膜可显著降低轮胎与路面接触部分的摩阻系数,水膜厚度的增加使得车辆易发生水滑等交通事故.为评价道路表面因降雨形成的水膜对行车安全的影响,研究提出一种路面水膜厚度的检验评价方法.以我国海南省降雨量数据为依据,提出了公路几何设计中检验路面水膜厚度的降雨强度取值.从行车安全角度出发,提出了降雨条件下路面水膜厚度的限值标准,以一条高速公路的设计为例,检验了道路几何线形设计对应的路面水膜厚度,对不满足限值的路段给出了优化设计建议.结果表明,公路几何设计中检验路面排水的降雨强度可取高峰小时降雨量50mm/h;检验路面水膜厚度的限值标准可取一般值2.5 mm,极限值4 mm;水流路径长度最大不超过60 m.     

湍流喷注噪声定律的发展

  目的  为研究水下射流噪声特性,  方法  应用Lighthill声类比计算轴对称直喷管的自由射流声场特性,借助FLUENT仿真软件并采用大涡模拟法计算该直喷管的水下射流流场,最后基于混响法进行实验验证。  结果  结果表明：稳态射流流场的核心区长度与流速无关,核心区长度约为喷管直径的8倍;射流噪声辐射功率与流速的8次幂成正比;不同流速下的射流噪声功率谱在低频段的差异较大,在高频段的差异则显著减小,且辐射噪声能量主要集中在低频段,但流速增加后射流噪声的主要贡献将向高频段移动。  结论  在射流噪声计算仿真方面,将大涡模拟法和Lighthill声类比相结合是一种有效的分析手段。     

三类勘察场地地裂缝活动对地铁隧道的影响

以地铁隧道穿越西安三类勘察场地的地裂缝为研究原型, 分析了地裂缝的发育特征; 运用数值模拟方法, 研究了三类场地地裂缝不同活动量值引起的地层应力场、破坏区域和位移场的变化特征, 计算了地裂缝的影响区域范围, 解析了地裂缝带活动对地铁隧道结构产生的破坏特征, 并提出了相应的工程对策。研究结果表明: 地裂缝活动造成其两侧地层的竖向应力呈近似反对称的分布形态, 地层应力的变化增量随上盘沉降的增加而增大; 通过综合分析位于地铁隧道拱顶和拱底埋深处地层的竖向应力变化特征, 得到三类场地地裂缝上盘和下盘的主要影响范围分别为0~20m和0~15m, 经对比验证, 与物理模型试验结果一致; 下盘靠近地裂缝的区域发生剪切破坏, 且破裂逐渐向上扩展, 最终形成一条与地裂缝呈18°夹角的剪切破坏包线, 其中间包含的范围为剪切破坏的集中区域; 地裂缝活动导致两侧土体发生位移突变, 形成2个类似“活动楔体”的变形区域, 且该区域范围逐渐扩大; 上、下盘隧道的差异沉降随着地裂缝错动量的增加而增大, 当地裂缝活动量达到20cm时, 造成整体式地铁隧道呈“S”破坏形态; 为适应三类场地地裂缝活动引起的大变形, 建议地铁隧道结构采用分段设置特殊变形缝加柔性接头处理等措施进行设防。     

不良气象微环境对机场道面抗滑性能影响分析

不良气象微环境直接影响机场区域道面使用性能及安全性。在剖析不良气象微环境作用机理基础上,利用环境舱模拟道面结冰试验,探究了不同气象微环境条件下的关键控制因子与摩擦系数的耦合作用规律,建立了水膜、积雪、结冰厚度与道面的抗滑性能预测模型。研究结果表明：厚冰道面摩擦系数介于0.09~ 0.15,抗滑性能最差;薄冰+水、厚冰+水及薄冰道面优于厚冰道面,但不满足场道飞机及作业车辆的安全运营需求;积雪道面摩擦系数介于0.37~0.46,但受荷载压实易形成光滑道面,影响机场区域交通安全。通过多元非线性数据回归耦合作用分析,建立了水膜、积雪、结冰厚度与机场道面抗滑性能关系模型。经拟合优度及显著性检验分析可知,提出的模型拟合优度均大于0.8,满足收敛和显著性检验要求,在实际机场道面抗滑性能安全预测预警应用中具有统计学意义。     

液罐车液体侧向晃动多质量椭圆规摆模型

为深入研究液罐车整车侧向动力学行为, 探讨了椭圆形(圆形) 截面罐体等效机械液体侧向晃动模型; 基于计算流体动力学(CFD) 软件FLUENT, 评价了椭圆规摆(TP) 模型的预测精度, 分析了充液比、罐体截面椭圆率和激励频率对模型预测精度的影响; 提出了广义多质量TP模型, 通过合理分配液摆各部分质量及其间距来适应罐体截面椭圆率和充液比的变化; 基于Lagrange方法推导了广义多质量TP模型动力学方程, 给出了双质量TP (DMTP) 模型的质量比和质量间距参数的获取方法和拟合表达式, 并采用CFD方法评价了DMTP模型的预测精度。分析结果表明: 由TP模型得到的晃动力矩总体较CFD方法的小, 随着充液比和激励频率的增加, 预测误差变大, 充液比由30%增加到80%时, 峰值晃动力矩预测误差由15%增加到65%左右, 这主要是由于TP模型是在液体小初始倾斜角自由晃动条件下拟合所得, 当充液比和晃动频率较高时, 液摆的摆臂长度和参与晃动的液体质量都小于实际情况; DMTP模型在大部分充液比、罐体截面椭圆率和激励频率条件下都有相对稳定且较高的预测精度, 激励频率分别为0.2、0.3Hz时, DMTP模型的最大晃动力矩预测均方根误差均值和标准差分别比TP模型小54.2%、43.9%和45.1%、31.2%, 预测精度较TP模型有明显提高, 特别是能够较好地弥补TP模型在高充液比时预测误差较大的不足。     

温拌SBS沥青混合料旋转压实特性

采用旋转压实仪(SGC) 成型温拌SBS沥青混合料试件, 根据体积参数的变化规律确定了最佳拌合温度, 根据旋转压实曲线对温拌沥青混合料和热拌沥青混合料的压实特性进行了对比分析。分析结果表明: 与热拌沥青混合料相比, 用旋转压实法确定温拌沥青混合料成型温度降低约20℃, 动稳定度提高30%, 低温抗裂和抗水损害能力相差不大。在压实初期, 热拌沥青混合料SGC压实曲线的斜率为2.53, 密实能量指数为0.246, 温拌沥青混合料SGC压实曲线的斜率为3.14, 密实能量指数为0.156, 表明温拌沥青混合料具有更好的施工和易性; 在压实后期, 热拌沥青混合料SGC压实曲线的斜率为0.019 5, 密实能量指数为1.95和1.65, 温拌沥青混合料SGC压实曲线的斜率为0.015 2, 密实能量指数为2.61和2.00, 表明开放交通后温拌沥青混合料具有更好的抵抗荷载压密的能力。     

钢绞线网-复合砂浆加固钢筋混凝土梁的受弯性能

分析了钢绞线网-复合砂浆加固钢筋混凝土梁的荷载-挠度曲线, 研究了加固层与本体梁界面的粘结机理。将钢筋混凝土梁的受力性能分为未裂阶段、裂缝阶段和破坏阶段, 在平截面假定的基础上, 建立了高强钢绞线网-复合砂浆加固梁的截面弯矩-跨中挠度分析模型。采用换算截面法对加固梁在集中荷载作用下的抗弯性能进行全过程受力分析, 并通过10根加固梁的试验数据对模型进行验证。分析结果表明: 截面屈服弯矩和极限弯矩试验值与模型计算值的平均比值分别为1.027、1.094, 屈服跨中挠度和极限跨中挠度试验值与模型计算值的平均比值分别为1.286、0.918, 因此, 截面弯矩-跨中挠度模型可行。