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轴流悬浮式水轮机抗倾覆性仿真研究

海岸工程 2016年第2期35卷 10-17页

作者：赵宗文刘羽张国辉陈正寿赵春慧浙江海洋大学船舶与海洋工程学院浙江舟山316022 浙江省近海海洋工程技术重点实验室浙江舟山316022 浙江欧华造船股份有限公司浙江舟山316101

基于CFD软件,采用有限体积法,以及固定式轴流水轮机构造原理与可根据海流方向做自适应调整的轴流、悬浮式潮流能水轮机结构,通过数值仿真,开展了悬浮式水轮机系统在数种工况下的纵向方向抗倾覆稳定性分析。对比了不同流速与不同倾向角... 详细信息

基于CFD软件,采用有限体积法,以及固定式轴流水轮机构造原理与可根据海流方向做自适应调整的轴流、悬浮式潮流能水轮机结构,通过数值仿真,开展了悬浮式水轮机系统在数种工况下的纵向方向抗倾覆稳定性分析。对比了不同流速与不同倾向角之间的共30种组合工况,分析了流速与倾向角对水轮机总纵力矩的影响,发现在不同工况下,该悬浮式水轮机在纵向方向上抗倾覆性能良好,在各流速工况下,均能在小倾角范围内达到稳定平衡状态,纵向稳定状态工况下静水面平行线与水轮机中轴线夹角γ保持在2°~3°左右。本文研究结果可为轴流悬浮式水轮机的抗倾覆稳定性计算提供一定参考。

关键词：潮流能水轮机悬浮式抗倾覆性计算流体力学

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基础隔震结构的抗倾覆性研究

安徽理工大学学报（自然科学版） 2015年第2期35卷 32-36页

作者：王梦圆郑威施建波李玉荣安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001

为了了解砂与橡胶粒隔震垫层下隔震结构的抗倾覆特性,以砂与橡胶粒混合隔震垫层、纯砂隔震垫层、非隔震三种情况作为研究对象,建立4组高宽比为1.0,2.0,3.0,4.0的框架结构模型。通过抗倾覆性振动台试验,分析在不同垫层类型、垫层厚度、... 详细信息

为了了解砂与橡胶粒隔震垫层下隔震结构的抗倾覆特性,以砂与橡胶粒混合隔震垫层、纯砂隔震垫层、非隔震三种情况作为研究对象,建立4组高宽比为1.0,2.0,3.0,4.0的框架结构模型。通过抗倾覆性振动台试验,分析在不同垫层类型、垫层厚度、加速度峰值条件下的上部结构的抗倾覆性能。试验结果表明:结构的抗倾覆性能在砂与橡胶粒隔震垫层下要优于纯砂隔震垫层,非隔震情况下的抗倾覆性能最弱;当加速度峰值加大时,结构的抗倾覆性能随之降低。

关键词：振动台试验隔震垫层抗倾覆性

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船舶横撞拦阻系统后的抗倾覆性能研究

哈尔滨工程大学学报 2017年第5期38卷 705-710页

作者：刘俊谊陈徐均武海浪吴广怀解放军理工大学野战工程学院江苏南京210007 南京广博工程技术有限公司技术开发部江苏南京210007

高架走锚消能式船舶拦阻系统是一种通过大距离走锚消耗船舶动能的桥梁柔性防撞设施,由于其对船舶的损伤小且工程造价较低,因而具有良好的发展前景。为了分析船舶横撞拦阻系统后的抗倾覆性能,本文依据船舶稳性的相关理论建立了系统在波... 详细信息

高架走锚消能式船舶拦阻系统是一种通过大距离走锚消耗船舶动能的桥梁柔性防撞设施,由于其对船舶的损伤小且工程造价较低,因而具有良好的发展前景。为了分析船舶横撞拦阻系统后的抗倾覆性能,本文依据船舶稳性的相关理论建立了系统在波浪、水流和拦阻索共同作用下的力学模型。通过数值模拟求出船舶在不同周期和方向波浪作用下的横摇角。通过算例分析得到了不同荷载条件下,拦阻索作用点最大允许高度、最大允许水流速度及波浪波幅间的关系曲线。结果表明:垂直于船舶纵向的波浪对其横摇影响最大;流速和拦阻索作用高度的最大允许值均随着波幅的增加而非线性地减小。

关键词：船舶撞击高架拦阻系统抗倾覆性横稳性横摇有限元模拟数值仿真拦阻索

大跨径连续钢箱梁桥抗倾覆性能研究——以武汉市某高架桥工程为例

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工程技术研究 2021年第8期6卷 39-40页

作者：周颖中交城乡建设规划设计研究院有限公司湖北武汉430000

大跨径连续钢箱梁具有跨越能力强、对地面交通影响小等特点,被广泛应用于城市高架桥建设中,但是其自重较轻,抗倾覆稳定性较差。文章结合武汉市某高架桥工程,通过改变车道布载、支座间距、压重及横桥向风荷载等控制因素来分析大跨径连续... 详细信息

大跨径连续钢箱梁具有跨越能力强、对地面交通影响小等特点,被广泛应用于城市高架桥建设中,但是其自重较轻,抗倾覆稳定性较差。文章结合武汉市某高架桥工程,通过改变车道布载、支座间距、压重及横桥向风荷载等控制因素来分析大跨径连续钢箱梁抗倾覆稳定性。根据分析结果可知,应严格控制车辆超载,并规定重车尽量靠桥梁中心位置行驶,减小失稳效应;对边支座直接进行压重是解决边支座脱空问题最为有效的方式之一;在中支座进行压重可增加抗倾覆稳定性的安全储备。另外,验算大跨径连续钢箱梁抗倾覆稳定性时,应考虑横桥向风荷载所引起的失稳效应。

关键词：抗倾覆性大跨径连续钢箱梁车道布载支座间距

基于ABAQUS的混凝土电杆抗倾覆性能研究

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科技和产业 2021年第7期21卷 301-305页

作者：徐恒博孙芊戚建军王洋国网河南省电力公司电力科学研究院郑州450052 国网驻马店供电公司河南驻马店463000 河南奇测电子科技有限公司郑州453000

混凝土电杆的倒杆会对供电区域局部甚至整个输配电网带来严重的问题,如何提升电杆的抗倾覆性能成为工程实际需要中亟待解决的关键,而要解决这个问题需要研究电杆的受力情况、倾倒过程及影响因素。通过建立电杆的风荷载模型和ABAQUS数值... 详细信息

混凝土电杆的倒杆会对供电区域局部甚至整个输配电网带来严重的问题,如何提升电杆的抗倾覆性能成为工程实际需要中亟待解决的关键,而要解决这个问题需要研究电杆的受力情况、倾倒过程及影响因素。通过建立电杆的风荷载模型和ABAQUS数值仿真模型,分析混凝土电杆在一定风荷载下的抗倾覆性能;探究埋深、底盘结构、土体类型对电杆倾斜率的影响。结果表明,在配网施工时应当充分考虑地区的气候和土体条件,通过增加有效埋深、设置底盘可有效提升电杆的抗倾覆性能。

关键词：混凝土电杆抗倾覆性风荷载 ABAQUS仿真

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锚杆倒肋式风机基础受力性能的数值模拟

沈阳工业大学学报 2024年第2期46卷 233-240页

作者：海洪赵春雨张延年杨博涵沈阳建筑大学土木工程学院辽宁沈阳110168

为了解决风机基础施工成本高、施工难度大等问题,提出了一种新型锚杆倒肋式风机基础。利用有限元分析软件ABAQUS对该新型风机基础与传统梁板式风机基础在极端运行荷载工况下的混凝土应力、钢筋应力、基础位移以及基础倾斜率进行数值模... 详细信息

为了解决风机基础施工成本高、施工难度大等问题,提出了一种新型锚杆倒肋式风机基础。利用有限元分析软件ABAQUS对该新型风机基础与传统梁板式风机基础在极端运行荷载工况下的混凝土应力、钢筋应力、基础位移以及基础倾斜率进行数值模拟分析,并进一步讨论二者的混凝土用量、钢筋用量、土方开挖量。结果表明,锚杆的添加以及倒肋的结构设计使锚杆倒肋式风机基础的受力性能、经济性等方面明显优于传统梁板式风机基础,具有较好的应用前景。

关键词：锚杆倒肋式风机基础数值模拟有限元方法抗倾覆性抗滑移性局部破坏经济性

基于圆柱坐标的香蕉采摘机器人大负载机械臂系统设计

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基于圆柱坐标的香蕉采摘机器人大负载机械臂系统设计

作者：张浩广东工业大学

学位级别：硕士

由于果蔬采摘季节性强、时间集中,需要大量劳动力,而农业生产中最耗时耗力的环节是果蔬采摘作业。同时基于我国社会经济转型发展,农业从业人口老龄化愈来愈严重,果蔬种植采摘实现机械化、自动化是农业可持续发展的必经之路。我国香蕉产... 详细信息

由于果蔬采摘季节性强、时间集中,需要大量劳动力,而农业生产中最耗时耗力的环节是果蔬采摘作业。同时基于我国社会经济转型发展,农业从业人口老龄化愈来愈严重,果蔬种植采摘实现机械化、自动化是农业可持续发展的必经之路。我国香蕉产量一直稳居世界第二,香蕉基于其生物特性,据品种不同植株高度达2.5-3.2 m之间,行间距3-3.5 m。香蕉采摘属于典型的高空作业,且果串质量在30 kg-80 kg之间,人工采摘效率低、易损伤、采摘作业人员也有危险性。本课题针对香蕉采摘机器人的实际工况和作业任务,设计了一种基于圆柱坐标原理的,具有“竖直/水平”方向大行程和大负载能力的智能化香蕉采摘作业机械臂,主要完成了以下研究:(1)针对香蕉采摘的具体作业环境,提出一种基于改进型圆柱坐标原理、具有“竖直/水平”方向大行程和大负载能力的智能化香蕉采摘作业机械臂整体设计方案。根据香蕉的种植环境及生长特性,确定智能化香蕉采摘作业机械臂竖直方向工作高度0.8-3.0 m之间,水平方向臂展最大2.1 m。机械臂整体采用一种改进型的圆柱坐标原理设计方案,竖直方向采用具有同步驱动能力的双极伸缩杆实现升降采摘作业;水平方向采用具有串联结构的“大臂/小臂”结构实现最大2.1 m的臂展应用需求;机械臂末端设计有香蕉“夹持-剪切”一体化作业的末端执行器。考虑机械臂末端大负载(80kg)及水平方向的大臂展影响机器人整体稳定性,本研究中特别设计了与横向“大臂/小臂”结构相对称的水平平衡装置,以及机械臂与运动底盘之间的2DOF平衡云台机构,采用主动驱动的方式进行横向“大臂/小臂”重心位置的调节,以及竖直方向双极伸缩杆的倾斜角度调节,进而提高香蕉采摘机器人的抗倾覆性能。针对采摘极限应用工况(最大负载80 kg,“机械臂/香蕉株”最大间距2 m,以及最大采摘高度3 m),计算了从采摘起点至终点过程中机械臂整体重心变化范围,并采用重力法分析验证机器人的抗倾覆性能,同时进行机械臂关键部位的静力学分析。(2)基于改进型Denavit-Hartenberg法建立香蕉采摘作业机械臂的整体运动学模型,进而建立香蕉采摘机械臂末端执行器与机械臂关节空间之间的映射关系,进行机械臂的正逆运动学分析,并通过MATLAB验证该运动学模型的正确性与有效性。在运动学分析的基础上,使用随机概率-蒙特卡洛法求出机械臂末端可达的运动空间,分析了机械臂的整体作业空间范围。对于机械臂的动力学问题,基于拉格朗日法建立机械臂的多刚体动力学方程,分析机械臂各部位关节之间运动及受力之间的关系,为后续基于ADAMS的动力学正/逆分析求解奠定基础。采用微分法对速度雅克比矩阵进行求解,结果表明末端运动速度与各个关节速度之间的关系和机械臂没有奇异位置。(3)在机械臂运动学及动力学分析的基础上,针对实际的香蕉采摘作业过程,进行机械臂整体的“采摘-转运-存放”过程轨迹规划。从机器人的驱动关节运动控制顺滑性及“大臂展/大负载”工况下的稳定性角度出发,建立机械臂末端执行器运动轨迹从三维空间到二维空间的简化映射关系及轨迹规划约束条件。将笛卡尔空间内轨迹曲线上的插值点通过解析法转换为关节空间内各个关节的关节变量,然后在关节空间内采用多项式插值法对末端运动轨迹进行规划,并通过在关节点的约束条件求出多项式的系数。使用MATLAB机器人工具箱,对机械臂末端分别以三次多项式与五次多项式插值法求出各关节驱动空间的位移、速度、加速度曲线,并获得在机械臂整体工作空间内的采摘作业三维轨迹路线。对于实验分析及验证,本文采用ADAMS多体动力学软件建立机械臂的仿真分析模型,设置机械臂各关节部位,及负载的参数与真实采摘环境相同。将规划的机械臂三维轨迹曲线导入,进行运动学和动力学求解,获得机械臂在具体负载工况下的关节角度,速度,加速度,驱动力矩等参数。从而验证本课题所设计的香蕉采摘机器人整体运动方案,关节驱动性能等参数满足具体的香蕉采摘需求,以及顺利完成采摘任务。

关键词：采摘机器人机械臂结构设计抗倾覆性运动学建模多项式插值法

同方学位论文库评论

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HXGJ型免基础搅拌站结构性能分析

施工技术 2014年第21期43卷 54-57页

作者：王冬雁申明远胡凤琴苏红卫廖娟中国建筑股份有限公司技术中心北京101300 中建二局洛阳机械有限公司河南洛阳471001 中国建筑股份有限公司海外事业部支持运营部北京100025 中铁建生态环境设计研究有限公司北京100038

分析了HXGJ型免基础搅拌站在安装及使用过程中结构的安全性,分析了不同安装顺序下结构的抗倾覆性、基础承载能力及不变形等特性,为HXGJ型免基础搅拌站产品的应用与推广起到了技术支撑。经过分析证明HXGJ型免基础搅拌站在安装和使用阶段... 详细信息

分析了HXGJ型免基础搅拌站在安装及使用过程中结构的安全性,分析了不同安装顺序下结构的抗倾覆性、基础承载能力及不变形等特性,为HXGJ型免基础搅拌站产品的应用与推广起到了技术支撑。经过分析证明HXGJ型免基础搅拌站在安装和使用阶段结构的抗倾覆能力、基础承载能力以及基础抵抗不均匀变形能力均满足要求。HXGJ型免基础搅拌站免除了传统的混凝土地基基础,既节省了成本,又有利于工程搅拌站的搬迁。设备安装也较混凝土地基基础安装过程更快捷方便,大大减少了安装时间并降低了安装难度,提高了设备的稳定性。

关键词：混凝土搅拌站免基础结构抗倾覆性承载力

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自平衡伤员转运平台的设计与分析

自平衡伤员转运平台的设计与分析

作者：李茂生上海工程技术大学

学位级别：硕士

在灾后救援过程中,由于复杂多变的灾后环境致使救护车无法直接进入救援现场,而利用担架等人工搬运的工具救援效率低下且耗费大量的人力资源,还有可能致使伤员在被搬运时造成二次伤害。针对上述情况,本文创新性地提出了一种具有良好路面... 详细信息

在灾后救援过程中,由于复杂多变的灾后环境致使救护车无法直接进入救援现场,而利用担架等人工搬运的工具救援效率低下且耗费大量的人力资源,还有可能致使伤员在被搬运时造成二次伤害。针对上述情况,本文创新性地提出了一种具有良好路面通过性的自平衡伤员转运平台,并从结构设计、运动学、动力学、平衡控制以及整体性能等方面进行分析,主要工作内容如下:为了设计出一种具有自平衡能力的伤员转运平台,通过搜集整理国内外救援转运设备的相关研究文献并结合灾后救援工作的实际需求,分析出现有救援转运平台中存在的不足之处并提出智能救援转运设备的几种发展趋势。根据相关国家标准提出自平衡伤员转运平台的设计原则和总体要求,制定了自平衡转运平台的总体设计方案。对自平衡转运平台的行走底盘、自平衡承载机构以及伤员救护床等模块的设计过程以及自平衡转运平台的自平衡原理进行系统地介绍。建立自平衡转运平台的系统坐标系,通过封闭矢量法求解自平衡承载机构的位置逆解,并通过对位置逆解方程进行求导得到速度模型。利用牛顿迭代法求解自平衡承载机构的正解的非线性方程组,并根据正解方程组采用蒙特卡洛法计算出自平衡承载机构的工作空间。根据位置正、逆解模型以及结构参数计算自平衡承载机构的运动学理论曲线,并利用Adams软件运动学仿真验证理论计算的正确性,为自平衡承载机构建立动力学模型以及控制奠定了基础。根据牛顿-欧拉法对自平衡承载机构进行受力分析,计算出自平衡承载机构在约束力下的弹性形变。推导出自平衡承载机构的总动能与总势能,并利用拉格朗日法分别建立自平衡承载机构在不同工作环境下的动力学模型。利用动力学模型计算出自平衡承载机构的驱动力变化曲线,并使用Adams模拟仿真来验证其正确性。采用名义值模型的滑模控制法根据自平衡承载机构的动力学模型设计自适应自平衡控制器,并利用Lyapunov第二方法分析其稳定性。利用Simulink对自平衡控制模型进行仿真分析验证了伤员自平衡转运平台具有良好的自平衡性能。根据自平衡转运平台的运动方程对伤员转运平台的整体运动情况,利用稳定锥原理对于自平衡伤员转运平台的抗倾覆性进行分析,验证了机构具有较好的抗倾覆能力。利用1/2车体模型建立自平衡伤员转运平台二自由度系统振动模型分析其减振性能,根据系统振动模型利用Simulink搭建振动仿真模型,验证了自平衡承载机构具有良好的减振效果。

关键词：自平衡伤员转运平台运动学动力学抗倾覆性减振分析