钢桥贯通疲劳裂纹扩展行为预测方法研究

为研究面外弯曲作用下的贯通疲劳裂纹扩展行为,以某公铁两用钢桥的工字形横梁腹板为对象,运用公路加载的方式,对横梁腹板竖向加劲肋焊端的应力进行荷载试验,利用有限元程序ABAQUS建立横梁腹板模型,将疲劳裂纹引入模型,利用位移外推法计算裂纹前端应力强度因子,结合最大能量释放率法对疲劳裂纹的扩展行为进行预测。结果表明:腹板的面外弯曲是该部位出现疲劳开裂的主要原因;贯穿疲劳裂纹是Ⅰ型为主的混合型疲劳断裂;等效应力强度因子随着裂纹的增长先增加后减小,裂纹的扩展角度随着裂纹的增长有所增加,预测角度与实际观测到的裂纹扩展角度近似一致。因此,利用位移外推法和最大能量释放率法可有效预测钢桥疲劳裂纹扩展行为。     

飞机巡航阶段尾涡遭遇安全性多参数评估方法

分析了飞机遭遇尾涡后的响应机理，综合考虑飞机滚转阻尼特性及操纵品质等因素，建立了飞机滚转角加速度计算模型；因飞机遭遇尾涡后飞行轨迹及飞行姿态发生改变，选择了多个扰动参数评估尾涡遭遇安全性，建立了飞机动力学参数计算模型；为确定尾涡遭遇可接受安全水平，基于国内现行尾流间隔标准，统计了中低空典型机型组合的尾流遭遇受扰参数计算数据；分析了高空尾涡流场演化特性，计算了高空巡航状态下的尾流安全间隔，分析了不同因素对飞行安全的影响。研究结果表明:与中低空相比，高空尾涡流场的初始强度大，持续距离长，飞行高度超过9 000 m后，尾涡消散随高度的增大而加快；当前机为超级重型机、重型机，现行尾流间隔无法保证飞行安全，需增加安全间隔1.4~2.1 km，飞行高度分别超过13 800、14 400 m后，尾涡遭遇严重度降低；当前机为一般重型机时，尾流安全间隔可缩减1.5 km以提高空域利用效率；当前机为中型机时，尾涡遭遇安全性较高，但此时受最小雷达间隔限制，无法进一步缩减前后机间距；后机的飞行速度越低，发生尾涡遭遇的严重程度越高；在后机初始滚转坡度角由0增加到10°的过程中，尾涡安全间隔增加1.3 km，增加幅度约为8.61%。可见，采用多个受扰参数能有效评估高空尾涡遭遇严重程度。      

挖掘机动臂焊接生产线物料配送方案设计仿真优化

以规划设计阶段的某型号挖掘机动臂焊接生产线为例，研究离散事件仿真平台Plant Simulation在挖掘机动臂焊接生产线物料配送方案设计中的应用。挖掘机动臂焊接生产线采用有轨制导车（Rail Guided Vehicle，RGV）作为输送单元。分析生产线的调度控制策略，按随机作业、行驶距离最短和等待时间最短设计3种RGV物料配送方案，并对方案进行建模仿真。分别以产量最大化和工位负荷均衡为目标，分析不同优化目标下的最优物料配送方案，优化后的年产量提高475个且各工位负荷均衡，可为企业智能化生产线物料配送方案的选择和建设提供理论依据和科学指导。     

双场桥集装箱堆场效能仿真研究*

以双场桥集装箱堆场为研究对象，通过建立堆场作业多智能体仿真模型，研究接力作业模式下堆场的作业效率和能耗。模拟在自动导引车和港外集卡抵达时间不确定性的条件下双场桥复杂的作业过程，实现堆场机械功率和能耗的定量计算。通过对作业效率和能耗指标的定量分析，探究不同工况下接力区位置对堆场效率和设备能耗的影响。结果表明：堆场作业仿真模型可有效模拟堆场设备作业流程及其交互行为，并得到不同工况下的效率和能耗指标值。此外，最大效率和最小能耗对应的接力区位置不尽相同，应根据具体工况合理设计接力区来实现效率和能耗的双目标。