含裂纹故障多自由度齿轮系统的动力学分析

为探讨齿轮系统裂纹故障的非线性动力学机理,研究含裂纹故障的四自由度齿轮系统的动力学特性,考虑时变啮合刚度及非线性间隙的影响,建立含裂纹故障的齿轮四自由度啮合耦合动力学模型,分析裂纹故障对系统啮合刚度的影响;采用谐波平衡法给出系统的解析解,分析裂纹故障及齿轮系统参数对齿轮传动系统的动力学行为的影响.结果表明,裂纹故障能够...     

LaCoste-Romberg(G)型重力仪读数系统的误差分析

本文对LaCoste—Rombery(G)型重力仪读数系统的各个部位的误差进行了详细的分析,指出该系统主要存在非线性误差及周期误差两种,非线性误差主要产生于杠杆系统的末端,周期误差则主要产生于齿轮盒中最后一级齿轮及螺母的加工及装配误差。最后提出两点看法。     

改进奇异值分解方法在高维动力学系统降维中的应用

基于奇异值分解(SVD)方法和高维动力学系统的瞬态响应特性,提出改进奇异值分解方法;应用牛顿第二定律,建立自由度为16的两端带有滑动轴承支承和发生基础松动故障的转子系统模型;采用改进奇异值分解方法,将原始系统降维为自由度为3的简化系统模型,对比原始系统与简化系统模型动力学特性。结果表明:降维后的简化系统模型保留原始系统的主要分岔特性及均方差幅值特性,验证改进奇异值分解方法对高维动力学系统降维的有效性。该结果为高维非线性动力学系统定性分析提供指导。     

沉积盆地动力学与盆地成藏(矿)系统

以沉积盆地动力学与盆地成藏(矿)系统为主线,梳理和归纳了笔者在此方面理论研究的部分认识和观点.在地球科学研究和应用的3大领域(科学研究、物质需求、生存环境)中,沉积盆地均处于极为重要的地位.其中展布面积大、发育时间长的大中型盆地(如含油气盆地)意义更为重要.沉积盆地是地史上地壳或岩石圈较长时间相对沉降、沉积物在其中不断充填过程中的一种负向地壳构造.将沉积盆地动力学定义为:直接控制和明显影响盆地沉降和沉积充填的地球内、外动力地质作用有机耦合的统一动力学系统和演化过程;属地球动力学大系统的重要组成部分.根据盆地沉降动力的不同,将盆地成因划分为热力、应力、重力和复合成因4种类型.从厘定和揭示盆地沉降、沉积和堆积中心的分布位置、演变规律及其相互关系入手,剔去非沉降作用产生的沉积效应,有可能揭示沉降作用特征和其与沉积、堆积中心的时空演变关联及原因.活动性强、深部作用活跃、后期改造强烈是中国沉积盆地的重要特点,这由中国大陆的特性所决定.根据后期改造的主要地质作用及改造形式的不同,将改造盆地划分为8种类型.剔去后期改造的影响,系统恢复原始盆地面貌,为深刻认识和揭示盆地演化改造过程和油气成藏、定位及分布的重要基础.根据改造盆地的地质实际和笔者的研究实践,探讨和提出了改造盆地研究和油气评价的思路及程式;从绝对时间和相对时限两方面,具体厘定了中国盆地油气晚期超晚期成藏定位的时限.探讨了深部作用对油气富集的影响、油气逸散及其地质效应等问题.含油气盆地动力学研究系统可划分为成盆、成藏和评价3大次系统.在盆地演化和改造过程中,各次系统及子系统之间联系密切、相互作用.倡导沉积盆地研究遵循"整体、动态、综合"的总则.世界已探明的砂岩型铀矿床逾82%与已生产的油气田或煤田同盆共存.这4种主要能源矿产同盆共存富集存在普遍,但其富集成矿区分布却有明显的分区性,其中尤以中东亚地区典型.在中东亚能源矿产成矿域诸盆地中,多种能源矿产赋存和分布的特点为:空间分布复杂有序、各含(储)矿层位及地区联系密切、成藏(矿)定位时期相同或相近、赋存环境和成藏(矿)作用有机相关;铀成矿过程和主成矿期与区域动力学环境演变有明显地响应关系,并与所在盆地油气的成藏定位时期基本一致;表明其间有着密切的内在联系和统一的地球动力学背景.沉积盆地集多种有机和无机、金属与非金属矿产以及水资源等共存于一盆,是诸多沉积矿产同盆成生、赋存的基本单元和成藏(矿)的巨型复杂系统,称之为沉积盆地成藏(矿)系统.该系统中各种沉积矿产的成藏(矿)不是孤立存在和单独出现;其形成和分布有机关联、相互作用、彼此影响,内在联系形式多样;有其自身的成矿特点和成藏(矿)环境,应将其作为一种独立的成矿系统与其他成矿系统相并列和区别.本文讨论了小型含油气盆地的类型和其油气赋存条件、成熟盆地再研究的必要性和指导思想,适于中国西部大陆动力学研究的(稳定陆)块、盆(地)、带(各类构造活动带)系统动力学等.地球和盆地均属非常复杂的巨系统,运用整体和系统的学术思想,研究地学等复杂性科学是一个有效途径.在复杂系统研究中,各子系统的相互作用最为重要,同时要重视研究思想和方法论的嬗变,揭示研究对象的个性特征.     

一类非线性系统的定性分析研究

应用H.Poincaré定性理论与Liapunov,稳定性理论,讨论了一类含参非线性系统随参数变化在有限远奇点的性质.通过用计算机软件Maple进行图形绘制,能清晰了解轨线的走向和趋势,从而证明了该微分动力系统理论分析的正确性.     

南海北部大陆边缘琼东南盆地含油气系统

以含油气系统理论为指导,从区域地质及沉积特征、烃源岩生排烃史、油气运移输导系统、油气形成与圈闭配置关系及油气运聚成藏组合模式等方面,对南海北部大陆边缘琼东南盆地不同含油气系统进行综合分析,划分圈定了北部浅水区含油气系统、中央坳陷带深水区含油气系统及南部深水区含油气系统,并进一步划分出13个亚含油气系统。由于不同含油气系统及亚含油气系统均存在明显差异,所以重点剖析了含油气系统中生烃子系统、油气运移输导子系统及油气运聚成藏子系统构成及其特点。结果表明:琼东南盆地生烃子系统主要由始新统中深湖相及渐新统煤系烃源岩之生烃灶所构成;油气输导子系统则主要由断裂及裂隙和连续性砂体、不整合、泥底辟、气烟囱等输导体系所构成,控制和制约了油气运聚的主要优势富集区;油气运聚成藏子系统以垂向和侧向运移方式为主,通过输导体系近源或远距离运聚,在圈闭及储盖组合条件极佳的优势区富集成藏。     

影响岩石声发射的几个因素

以岩石的损伤本构关系为基础，分析了声发射与岩石－试验机共同作用系统稳定性的关系，重点从微观上讨论了试验机刚度和岩石均质度的影响，并从岩石破裂失稳角度分析了围压降低所引起的声发射活动性增强现象。最后考虑载荷历史的影响，得到了和主震—余震相对应的声发射模式     

广西低纬度地区暴雨环流特征分析

利用NCEP和ECMWF再分析资料,结合天气动力学原理,从西风带系统、副热带系统、青藏高原影响系统和热带系统对影响广西低纬度地区暴雨过程中的天气系统进行了分型,并给出相应的环流特征,为广西等低纬度地区的暴雨预报提供了参考依据.     

配钢管高强混凝土芯柱的异强组合短柱轴压性能

以套箍指标、钢管内外混凝土强度等级、钢管外围混凝土配箍率、组合柱纵筋总配筋率和组合柱截面含钢管混凝土率为主要参数,设计36根配钢管高强混凝土芯柱的异强组合短柱(SGCC)构件;借助ABAQUS有限元软件,选取合理的材料非线性本构模型及网格尺寸,建立18根试验试件的有限元模型并分析轴压性能,比较有限元数值解与试验数据;提取36根组合短柱应力—变形云图和轴力—应变全过程曲线,考察轴压承载力、弹性阶段刚度和延性等参数的变化规律;根据有限元数值解,引入轴压承载力折减因数,基于叠合原理建立SGCC轴压承载力简化计算公式。结果表明:SGCC钢管高强混凝土套箍指标、钢管外围混凝土配箍率和组合柱截面含钢管混凝土率对组合柱轴压承载力和延性影响显著。该结果为SGCC框架体系的工程应用提供指导。     

基于3DEC的岩质边坡安全系数影响因素敏感性研究

为研究岩质边坡中结构面几何参数及力学参数对边坡安全稳定性的影响,文中采用离散元软件3DEC进行数值模拟试验;以安全系数为指标,结合响应面分析法,研究边坡结构面几何参数倾向、倾角及力学参数法向刚度(Kn)、切向刚度(Ks)、粘聚力(c)、内摩擦角(φ)对影响边坡稳定性敏感程度;结果显示,结构面的几何参数是边坡的稳定性的前提条件,在具备滑塌条件的情况下,结构面的力学参数,将进一步影响边坡的稳定性;其中结构面的切向刚度和内摩擦角对边坡稳定性有高敏感度,按照敏感度由大到小排序,为切向刚度内摩擦角粘聚力法向刚度;同时发现内摩擦角和切向刚度与边坡安全性因素之间呈相互促进作用。     

Study on dynamic characteristics of coupled model for deep-water lifting system

The underwater installation of marine equipment in deep-water development requires safe lifting and accurate positioning. The heave compensation system is an important technology to ensure normal operation and improve work accuracy. To provide a theoretical basis for the heave compensation system, in this paper, the continuous modeling method is employed to build up a coupled model of deep-water lifting systems in vertical direction. The response characteristics of dynamic movement are investigated. The simulation results show that the resonance problem appears in the process of the whole releasing load, the lifting system generates resonance and the displacement response of the lifting load is maximal when the sinking depth is about 2000 m. This paper also analyzes the main influencing factors on the dynamic response of load including cable stiffness, damping coefficient of the lifting system, mass and added mass of lifting load, among which cable stiffness and damping coefficient of the lifting system have the greatest influence on dynamic response of lifting load when installation load is determined. So the vertical dynamic movement response of the load is reduced by installing a damper on the lifting cable and selecting the appropriate cable stiffness.     

Similar simulation device for unloading effect of deep roadway excavation and its application

The unloading effect of the excavation of deep roadways has been considerably studied, but most research methods have been limited to numerical simulations and field measurements. Only a few have adopted experimental methods for similar simulations. On the basis of the theory of mechanics, the testing system is designed considering initial geostress and dynamic unloading. The system includes an impact unloading gear and in-situ stress loading equipment, and a designed three-link structure and the impact hammer can effectively realize the dynamic excavation of roadways. Meanwhile, a cyclic excavation similar simulation experiment on a deep roadway is conducted in a laboratory. The testing system and the relevant monitoring facilities are utilized, and the unloading effect inside the surrounding rock under the cyclic dynamic excavation is studied. Results show that the cyclic dynamic excavation causes significant unloading only in the nearby rock mass, and the unloading indicators show nonlinear changes. Moreover, when the lateral pressure coefficient is 1.2, the damage is concentrated on both roadsides due to the excavation unloading. Meanwhile, the damage gradually decays as the span increases.     

Probability Distribution of the Hull Motion and Mooring Line Tension of Two Floating Systems

The statistical and distribution characteristics of the responses of a floater and its mooring lines are essential in designing floating/mooring systems.In general,the dynamic responses of offshore structures obey a Gaussian distribution,assuming that the structural system,and sea loads are linear or weakly nonlinear.However,mooring systems and wave loads are considerably nonlinear,and the dynamic responses of hull/mooring systems are non-Gaussian.In this study,the dynamic responses of two types of floaters,semi-submersible and spar platforms,and their mooring lines are computed using coupled dynamic analysis in the time domain.Herein,the statistical characteristics and distributions of the hull motion and mooring line tension are discussed and compared.The statistical distributions of the dynamic responses have strong non-Gaussianity and are unreasonably fitted by a Gaussian distribution for the two floating and mooring systems.Then,the effects of water depth,wave parameters,and low-frequency and wave-frequency components on the non-Gaussianity of the hull motion,and mooring line tension are investigated and discussed.A comparison of the statistical distributions of the responses with various probability density functions,including the Gamma,Gaussian,General Extreme Value,Weibull,and Gaussian Mixture Model(GMM)distributions,shows that the GMM distribution is better than the others for characterizing the statistical distributions of the hull motion,and mooring line tension responses.Furthermore,the GMM distribution has the best accuracy of response prediction.     

一种新的ROAM算法及其在地形建模中的应用

地形建模是数字地形分析的重要基础工作。实时优化适应性网格算法（ROAM算法）是目前常用的地形建模方法。但ROAM算法应用于地形可视化实时渲染时要求原始数据为正方形,且渲染后常有裂缝产生,因而该法在地形建模实践中受到较大的限制。针对ROAM算法存在的上述不足,本文提出了基于内接正方形插值方法的改进ROAM算法。通过将多边形分割为一个内接正方形和多个边缘多边形,用多边形的一个顶点依次与其他顶点相连,使边缘多边形分割为多个三角形,并根据边缘三角形面积大小,确定是否对边缘多边形进行继续分割,由此解决数据源限定为正方形的问题,利用添加拆分点的方法消除地形渲染产生的裂缝。采用不规则地形的灰度图作为高程数据源进行地形模拟实验,结果表明：改进后的ROAM算法能够消除裂缝,且对数据源无约束性要求,降低了算法复杂度,提高了整体可视化性能,能够满足地形实时动态显示的要求。     

双铰四次弹性拱的混沌行为研究

对双铰四次弹性拱的混沌行为在横向周期荷载下的混沌行为进行了研究。首先利用拱的单元平衡方程建立了拱的二阶三次非线性动力学模型;然后通过变换使方程转化为不含常数项的非线性微分动力系统,并由此得到无扰动系统的3个不动点（一个鞍点,两个中心）与同宿轨道;再用Melnikov函数法给出了发生混沌的临界条件;最后给出了该系统出现定常运动和混沌运动的数值结果。研究表明四次弹性拱在横向周期荷载作用下的外激励振幅在一定范围内会出现混沌现象。     

基于BP模型的渔业资源可持续利用综合动态评价

在对传统可持续发展评价方法进行评述的基础上 ,利用神经网络具有自组织、自学习、自适应以及非线性等功能 ,提出了以BP模型为基础包括经济、社会和资源环境三个方面的渔业资源可持续利用综合动态评价方法 ,该方法克服了传统上单纯从生物方面进行资源评价的缺陷。并以东海区 1978～ 1990年的渔业资源可持续利用状况为例进行了实证分析 ,建立以BP模型为基础的东海区渔业资源可持续利用的综合动态评价模型。     

Identifying crack initiation stress threshold in brittle rocks using axial strain stiffness characteristics

As an estimate for the in-situ spalling strength around massive underground excavations to moderately jointed brittle rocks, crack initiation stress marks the initiation of rock micro fracturing. It is crucial to accurately identify crack initiation stress level by proper method. In this study, confined compression tests of sandstone samples are used to examine the validity/applicability of proposed axial strain stiffness method. The results show that by highlighting the minuscule changes in stress-strain curve, the axial strain stiffness curve provided further insight into rock failure process and revealed five stages:(a) irregular fluctuation,(b) nearly horizontal regular fluctuation,(c) irregular fluctuation gradually decreasing to zero,(d) extreme fluctuation, and(e) near zero, which mainly correspond to five stages of stress–strain curve. The ratio of crack-initiation stress to peak strength determined using this approach is 0.44–0.51, similar to the ranges previously reported by other researchers. In this method, the key is to accurately detect the end point of the stage(b), "nearly horizontal regular fluctuation" characterized by a sudden change in axial strain stiffness curve, and the sudden change signifies crack initiation in rock sample. Finally, the research indicates that the axial strain stiffness curve can provide a mean to identify the crack-initiation stress thresholds in brittle rocks.     

非渐开线直齿圆柱齿轮滚刀基本蜗杆精确设计方法探讨

为了解决目前生产上由于滚刀基本蜗杆的近似造型而产生的误差,应用平面啮合原理对非渐开线直齿圆柱齿轮滚刀基本蜗杆进行精确设计。提出可以应用啮合线的投影原理从工件齿轮端面的啮合线直接求得刀具蜗杆的端面齿形,而不必求出媒介齿条的齿形的方法。     

由震源到动力学系统──地震模式百年演化

地震模式受制于学术思想和科技水平,并随时间演化。研究了从“弹性回跳说”以来的演化轨跡：仅考虑震源区（断层段）→震源区和周围构造相互作用→地壳上部脆性层和深部韧性层与上地幔间的耦合→将地震视为现今大陆变形动力系统自组织演化过程的一种行为。百年演化总趋势是从震源到“动力系统”。特征为：模式时空域扩大、维数上升|从还原论、机械论到整体论、演化论|从经典力学到复杂系统理论及非线性动力学|新模式包容并超越已有模式,向大自然的本性逐渐接近。受益于地震大地测量学观测成就,关联性强的跨学科新地震模式正在探索与成长中。     

基于序贯UKF的GNSS/CNS/SINS组合导航最优融合算法

组合导航系统在动态环境下具有强非线性,为提高GNSS/CNS/SINS组合导航系统的导航精度,提出一种基于序贯UKF的多传感器最优融合算法。首先,建立GNSS/CNS/SINS组合导航系统的非线性状态方程及2个子滤波器的线性量测方程;然后,对标准UKF的量测更新过程进行简化,简化UKF算法具有与标准UKF算法相同的滤波精度,且具有计算量低的特性;最后,将序贯滤波算法与简化UKF算法结合,提出多传感器组合导航系统的序贯UKF最优融合算法。仿真结果表明,本文序贯UKF算法不仅可提高系统解算的实时性,并且相对于集中线性卡尔曼滤波算法及经典集中线性UKF算法具有较高的滤波精度。