拖拉机动量飞轮主动防侧翻控制与模型试验研究

针对拖拉机侧翻致死致伤事故仍时有发生的问题，基于旋转刚体加速时的反向施矩原理，以反作用动量飞轮为执行元件，提出了从主动安全角度解决拖拉机侧翻问题的研究方法。通过构建拖拉机动力学系统数学模型，解析了整机侧翻行为的动态演变机理。为保证拖拉机主体结构的完整性，将动量飞轮置于拖拉机前部，取代传统静态配重的同时可主动提供防侧翻力矩。应用Matlab/Simulink软件，对反作用飞轮的回稳过程进行了基于PID控制的有效性仿真分析，同时设计并搭建了比例模型试验平台，对主动施矩飞轮的回稳控制效果进行了试验验证。结果表明，装备飞轮的拖拉机与无控制组对比，在一次试验中可多次实现整机的防侧翻控制，使整机防侧翻性能得到明显改善，且不同行驶工况下的试验数据与仿真结果的相关性较强，充分验证了本文拖拉机侧翻动力学模型的有效性。     

叶片角度对输水泵站泵装置水力性能影响分析

为研究输水泵站泵装置水力性能受叶片角度变化的影响,采用CFD方法模拟全流道泵装置水力性能,分析设计流量工况下叶片角度变化对进水流道、出水流道流动及叶轮内部流动特性和水力性能的影响.结果表明:在设计流量工况下,叶片角度偏离设计工况角度,叶轮进口近轮毂区存在回流、脱流;叶片角度偏离设计工况角度越大,进水流道、出水流道内水流流态越差,水力损失越大.当叶片角度调节为-8°工况时,与叶片角度-0°工况比较,进水流道和出水流道水力损失相对值最大,分别为1.28和2.89.即叶片同等偏离角度下,出水流道水力损失增大幅度较进水流道更加明显.对比数值模拟结果与模型试验结果得出,在设计流量工况,叶片角度为0°时,扬程相对误差为1.2%,效率相对误差为2.1%,两者吻合较好.     

拉脱法检测预应力的咬合力理论及其模型试验

拉脱法是一种后张法预应力桥梁锚下预应力的有效检测方法,但是夹片脱开时的受力机理尚不明确。采用该方法检测有效预应力时,如何准确确定夹片咬合力从而获得锚下有效预应力的理论模型还需深入研究。为获得更加准确的咬合力,笔者首先分析了拉脱法检测时锚固体系的受力特点,分析了锚外拉脱曲线的突变原因;其次建立了一种获得夹片与锚板之间咬合力的理论计算方法,分析了咬合力受摩擦系数和张拉力的影响情况;再次,设计了夹片咬合力室内模型试验,进行了足尺预应力梁的室外试验,并将理论计算值和实验值进行了对比分析,结果与理论模型吻合良好。在仿真计算和室内外试验的基础上,提出了拉脱法咬合力与张拉力的理论关系模型,并根据实测结果给出了拉脱法咬合力的计算公式。利用提出的咬合力理论模型和计算公式,能够比较准确地预测拉脱法检测时的咬合力,反映拉脱法检测有效预应力时的实际受力状态,减少了拉脱法预应力检测的系统误差。研究结果可为提高预应力施工质量,增强预应力混凝土桥梁的耐久性,提供实际的工程价值和理论指导。     

拖拉机姿控飞轮防侧翻系统卸载能量回收试验研究

拖拉机侧翻事故是农业生产过程中最严峻的安全问题之一，现有主、被动安全手段均未能从根本上解决该问题。在前期利用飞轮—电机加速旋转时产生的反向力矩进行姿态调节实现失稳态拖拉机姿态回稳的基础上，为进一步避免姿控飞轮卸载过程造成能量浪费，本文基于1∶16比例模型试验平台设计搭建了飞轮卸载能量回收电路，并通过模型试验对其回收效果进行了验证。试验结果表明，当模型拖拉机以0.2m/s速度行驶于路面不平度较高的G级、H级路面出现侧翻趋势并实现姿态回稳时，整机侧向姿态角降至10°后能量回收系统可介入工作，此时回收电压出现峰值0.97V（H-B轨迹），随后其数值变化趋势与姿控飞轮转速的降低趋势相似，直至飞轮卸载完成后回收电压归零。试验过程中，飞轮—电机系统在对不同的整机侧翻趋势做出响应时，能量回收系统完成的电量回收不同，但均完成了对飞轮卸载能量的部分回收，提高了整机能源的利用效率。     

溢洪道消能问题及水工模型试验方法研究

溢洪道是保证水库泄洪能力的重要设施,因其泄下的高速水流具有很强的冲击力,所以其消能问题备受关注。介绍目前工程中常用的几种消能方法,阐述利用水工模型进行试验研究的理论基础,以期为溢洪道消能问题的研究提供参考。     

深圳市大沙河4号橡胶坝消力池内辅助消能工形式及布置试验研究

通过深圳市大沙河4号橡胶坝消力池水工模型试验，获得了水流流态、河道断面流速分布等试验成果，分析了消力池左岸预制块护坡产生滑坡破坏的机理，对消力池内辅助消能工形式及布置作了比较分析，河道主流偏左、冲刷左岸现象得到控制。     

湖北省新滩口泵站装置模型试验研

针对湖北省新滩口泵站钟型流道和28CJ56轴流泵运行振动噪音大、效率低、电机负荷率低等问题，基于全流道数值仿真推荐模型试验方案（簸箕型及钟II型方案），进行泵站装置模型试验。通过对实测结果的分析，进行关于装置运行安全、效率以及工程改造可行性、工程量等方面的比较，最后提出该站更新改造方案。     

水泵进水设计模型试验方法

模型试验是国际上普遍采用的检验和改进泵站进水设计的主要方法,而试验标准则是水泵进水设计模型试验的重要依据;目前我国尚未有关于泵站进水设计模型试验的试验标准。本文简要讨论了水泵进水设计的整体概念,并根据美国国家标准《水泵进水设计》(ANSI／HI9．8-1998),介绍了水泵进水设计模型试验的目的、主要内容、试验准则、测试方法、试验方案和试验结果评价等主要内容。     

大型泵站虹吸式出水流道优化水力设计

采用三维紊流数值模拟的方法，揭示了大型泵站虹吸式出水流道内的三维流动形态；提出通过建立虹吸式出水流道几何模型并借助三维紊流数值模拟的方法，逐一改变流道几何尺寸、观察流态变化、逐步优化流道型线，以最终实现虹吸式出水流道的优化水力设计；通过专门设计的模型试验，验证了虹吸式出水流道优化水力设计的效果。