方形土楼屋盖风荷载的数值模拟分析

为探讨屋面坡角和高径比对客家圆形土楼屋盖风荷载的影响,应用数值模拟方法,在不同方向角下分别对不同的坡角和高宽比情况下土楼的屋盖极值风压系数和净风压系数进行参数分析,采用SSTk-ω湍流模型,建立具有代表性的单体方楼德辉楼的数值风洞模型,得到了屋盖极值风压系数和净风压系数随坡角、高宽比变化的分布曲线.综合考虑2种风压系数和风流场的影响,结果表明：方形土楼抗风效果较好的坡角为45°,而高径比是0.45.     

HLN硬锁螺母防松原理解析

根据接触力学原理,应用有限元方法对某HLN硬锁螺母进行仿真分析,求解出三种偏心距HLN硬锁螺母所产生的附加摩擦力矩,验证了HLN硬锁螺母的防松原理及防松性能;并对螺栓和螺母的螺纹部位的应力进行了分析;研究结果可为螺栓联接的防松创新研究提供参考.     

基于神经网络和随机森林的船舶横摇预测

本文针对船舶在随机海浪中的运动,通过分析海浪波能谱、海浪波倾角谱、海浪有效波倾角谱和船舶受力运动,建立随机海浪模型,并用Matlab对海浪波倾角、有效波倾角以及船舶横摇运动进行仿真实验。根据实验数据,采用BP神经网络与随机森林分别及融合预测方法对船舶横摇运动进行预测。通过船舶实际横摇与预测结果对比分析可知,BP神经网络与随机森林组合预测方法更为精准,为船舶横摇预测控制及船舶稳定平台控制奠定了基础。     

Matlab的图像处理工具箱中图像复原函数的比较

Matlab是当今流行的科学计算软件,它具有很强的数据处理能力。在其图像处理工具箱中有四个图像复原函数,本文将就这些函数的算法原理、运用条件、和恢复处理效果作一简要的比较性讨论。     

斜拉拱桥结构的建模与静力分析

斜拉拱桥是的一种新型组合桥梁。基于ANSYS有限元软件，以湘潭市湘江四大桥为工程背景，建立了斜拉拱桥结构的平面有限元模型。首次用ANSYS得到了影响线和包络图，根据包络图确定了最不利活载的加载位置，按照弯矩影响线进行布载，对几个典型工况的受力情进行了分析。结果表明斜拉拱桥受力合理。     

缩尺轮轨模型中钢轨波磨的相似性

为了研究地铁小半径曲线线路的钢轨波磨现象,基于轮轨间饱和蠕滑力引起摩擦自激振动导致钢轨波磨的理论,对全尺寸和缩尺轮轨模型的相似性进行了研究.分别建立1∶1和1∶5车辆-轨道系统的动力学模型,确定每个车辆模型在通过小半径曲线线路时前转向架导向轮对与轨道间的蠕滑力饱和情况;根据动力学仿真所得轮轨接触参数,建立轮对-轨道-轨枕有限元模型;采用复特征值分析研究各个轮轨系统的稳定性.研究结果表明:全尺寸和缩尺车辆模型分别通过小半径曲线线路时,导向轮对内外车轮上的蠕滑力均接近饱和;轮对两端垂向悬挂力的偏差小于3%,轮轨接触角的偏差小于5%;相似不稳定振动模态对应的频率偏差均小于3%;缩尺轮轨模型在动力学表现及稳定性方面与全尺寸模型具有良好的相似性,故可用缩尺模型对钢轨波磨的形成机理进行理论与试验研究.     

黄土地区新建地铁隧道下穿时既有地铁线路沉降控制标准

针对西安地铁5号线近距离下穿地铁2号线的工程实际情况, 分析了既有地铁线路的安全判断准则、正常使用要求和服役状态, 选取弯矩、曲率半径、容许应力、容许切应变与轨道变形作为新建地铁隧道下穿时既有地铁线路沉降标准的控制因素, 构建了既有地铁线路的力学模型, 推导了既有地铁线路允许沉降计算公式, 确定了黄土地区新建地铁隧道下穿时既有地铁线路的沉降控制标准。分析结果表明: 以既有地铁线路的弯矩、曲率半径、容许应力、轨道变形与容许切应变依次作为控制因素时既有地铁线路允许沉降分别为22.40、20.85、48.14、20.23、21.06mm, 其他地区下穿工程经验允许沉降与国内相关规范允许沉降为20mm, 因此, 最不利控制因素即轨道变形的允许沉降接近既有相关允许沉降, 建议黄土地区新建地铁隧道下穿时既有地铁线路沉降控制基准为20mm; 对既有地铁线路沉降控制标准进行了分级管理, 选取沉降控制基准的100%、80%和60%分别作为既有地铁线路的控制值(20mm)、报警值(16mm) 与预警值(12mm), 提出了下穿时既有地铁线路的预警体系; 评价了新建地铁隧道下穿时既有地铁线路沉降的安全级别, 并给出了相应的处置措施, 安全级别为Ⅰ级, 即沉降不大于12mm时, 新建隧道正常施工并做好监测, 安全级别为Ⅱ级, 即沉降为(12, 16]mm时, 加强监测并实时反馈, 安全级别为Ⅲ级, 即沉降为(16, 20]mm时, 停止施工, 并启动应急预案, 安全级别为Ⅳ级, 即沉降大于20mm时, 达到破坏级别, 不允许施工。     

港口交通资源承载力预测预警模型

根据航道交通容量计算方法, 建立了航道资源静态承载力模型, 基于锚地规模计算方法和基准判定参数, 建立了锚地资源承载力分级模型。应用排队理论, 将港口码头泊位的服务强度与航道资源、锚地资源的承载力模型相融合, 构建了港口交通资源承载力综合预测预警模型, 并以中国南方某港口进行实例验证。计算结果表明: 应用预测预警模型, 2008年与2010年的航道资源承载力指数分别为0.405与0.608, 锚地资源承载力综合指数分别为1.489与0.600, 2008年的港口码头服务强度为0.565, 计算结果与事实相符; 按照货物吞吐量的增长速度, 预计到2015年, 最小、最大航道资源承载力指数分别为0.593与0.796, 预计到2020年, 最小、最大航道资源承载力指数分别为0.685与0.944;基于现有锚地资源, 预计到2015年, 水深小于5m的最大锚地资源承载力指数为0.177, 水深在5~10m的最大锚地资源承载力指数为1.037, 水深大于10m的最大锚地资源承载力指数为1.294, 预计到2020年, 水深小于5m的最大锚地资源承载力指数为0.210, 水深在5~10m的最大锚地资源承载力指数为1.231, 水深大于10m的最大锚地资源承载力指数为1.535;预计到2015年, 港口码头的最小泊位服务强度为0.858, 预计到2020年, 港口码头的最小泊位服务强度为0.994。     

轮印载荷下多跨梁最危险工况分析与优化

多种轮印载荷工况作用于船舶多跨梁结构时,找到最危险工况并进行结构优化设计,对于船舶结构的安全校核与降低结构重量有重要意义。提出一种将遗传算法与有限元方法相结合,以多跨梁上轮印载荷的布置位置为设计变量,载荷间的间距大小为约束条件,每一跨的最大弯矩和最大剪力为目标函数,求解任意多跨梁上有多种轮印载荷作用时最危险工况的方法,并根据最危险工况分析的结果调整支座位置,降低多跨梁最大弯矩,并进一步进行构件尺寸的优化设计。计算结果表明：基于提出的多跨梁优化设计方法,能找到每一跨应力满足强度要求的剖面积最小的构件尺寸,且构件尺寸的变化对最危险工况时的最大弯矩与轮印载荷位置几乎没有影响。调整支座位置的优化方案,与支座初始位置方案相比,最危险工况时的最大弯矩降低22.64%,重量降低10.55%,因此支座位置的调整,能有效降低最危险工况时的最大弯矩,从而达到降低多跨梁重量的目的。     

无人车行驶环境特征分类方法

为了提高车载2D激光雷达对城市环境障碍物的分类能力与环境地图创建精度和无人车自主行为决策的安全性与准确性, 提出了一种基于机器学习的环境特征分类方法。将2D激光雷达的观测数据帧分割为独立的数据段, 每个数据段中包含一个环境障碍实体; 在数据段的二维高斯概率密度空间中, 以概率密度的等高线椭圆轴长、对数似然值和最大概率密度作为人工神经网络的样本数据元素, 利用人工神经网络完成数据段分类; 利用人工神经网络输出值的权重对分类的有效性进行判定, 仅保留有效的环境特征, 并对分类完成的观测数据进行特征提取。计算结果表明: 在同一个试验场景中, 当分类有效性判定条件被设定为分类稳定区间为[0.55, 1], 分类过渡区间为[0.45, 0.55), 分类无效区间为[0, 0.45)的宽松条件时, 共识别出98个环境特征, 同一环境特征的多次观测数据的分类提取结果之间的最大标准差为30.7 mm, 多个环境特征的平均标准差为5.1mm; 当分类有效性判定条件设定为分类稳定区间为[0.65, 1], 分类过渡区间为[0.35, 0.65), 分类无效区间为[0, 0.35)的严格条件时, 共识别出93个环境特征, 同一环境特征的多次观测数据的分类提取结果之间的最大标准差为22.0mm, 多个环境特征的平均标准差为4.2mm, 因此, 提出的分类方法的噪声容忍能力强, 分类精度高。