铝合金温室拱形ETFE膜屋面抗风性能分析

为分析铝合金结构拱形ETFE(乙烯-四氟乙烯热塑性聚合物)膜屋面的抗风性能,提高其设计的安全性,该文根据单轴拉伸试验数据,确定了ETFE薄膜材料的力学参数和应力应变关系;基于几何非线性有限元理论,推导了膜单元的基本方程;利用大型通用有限元软件ANSYS,采用支座提升法对骨架式拱形ETFE屋面进行了找形分析,建立了用于荷载分析的计算模型;对拱形ETFE屋面在风荷载工况下进行了算例分析,计算了膜面主应力分布和变形特征;分析了不同膜面预应力水平对承载性的影响。分析结果表明,风荷载主要影响ETFE膜屋面第一主应力的分布,适当增加膜面预应力可以显著提高其整体刚度和承载力。研究结论为铝合金温室拱形ETFE屋面的抗风计算分析和施工提供了参考。     

PO和PVC薄膜温室的光温环境及其与薄膜流滴性的关系

本研究通过对ＰＯ薄膜和ＰＶＣ薄膜温室光温环境的连续测量，分析比较了两种温室光温环境，同时测量了薄膜内表面凝结水量的差异，推导出了计算温室内外气温差的简便计算式，在该计算式中包含了薄膜内表面凝结水量对透光率的影响     

塑料温室拱结构雪载工况下极限承载力的非线性有限元分析

该文阐述了应用非线性有限元理论，对塑料温室拱结构在考虑初始缺陷条件下，进行极限承载力分析的方法。初始缺陷的模型是根据一致缺陷模态法，按最小特征值屈曲模态分布，并控制其最大值的方法确定。结构分析考虑双重非线性情况，采用弧长法跟踪整个荷载—位移全过程的平衡路径，确定极限承载力。该文以华东型连栋塑料温室在雪载工况下作实例分析，其计算结果与产品标定的承载力基本吻合，表明该方法具有较好的适用性。     

中国连栋温室采暖期的确定及采暖能耗分布

该文利用中国多年气候资料，参照建筑设计标准，采用气象学中的五日滑动平均法，计算了不同地区在不同温度界限下日平均温度小于等于该界限温度的持续时间，并同中国连栋温室实际采暖期相比较，确定了中国大型连栋温室采暖期的计算方法；利用日本度时法计算了中国各地大型连栋温室的期间热负荷，进而计算采暖能耗。结果表明：以当地累年逐日平均气温≤10℃的持续日数作为连栋温室的采暖期和实际情况相符。分析结果表明，从南方部分地区采暖期为0 d到青海、西藏大部分地区365 d，说明中国连栋温室对热量的要求南北差异极大。通过计算中国各地的采暖能耗，表明各地最大采暖耗煤量出现在1月，其次为12月和2月，北方1月平均耗煤量占年耗煤量的30％左右，12月占20％以上，2月占20％以下，年耗煤量在中国范围内也存在极大差别。大型温室采暖期的确定及采暖能耗的计算可为中国连栋温室采暖设计标准化提供依据，为温室节能提供参考。     

温室作物叶-气系统水流阻力研究初探

温室作物叶-气系统水流阻力的确定对计算作物蒸腾量、制定温室作物灌溉制度以及调控温室小气候具有重要意义,但测量难度较大。该文通过对温室作物周围环境微气象条件的连续观测，计算分析了温室作物叶-气系统水流阻力各分项即叶片周围层流副层边界层阻力(r_b)、冠层上方湍流边界层阻力(r_g)、空气动力学阻力(r_e)和叶片气孔阻力(r_i)的变化规律。结果表明：温室内r_b比较稳定，平均约235 s/m，且与环境因素关系不甚密切；温室内黄瓜、西红柿类植物生殖生长期r_g<b，在计算r_e时，r_g的影响可忽略，取r_e≈r_b；利用基于能量平衡方程和空气动力学方程得出的叶-气温差计算公式计算得到r_i，符合其变化的一般规律；在此基础上计算了温室黄瓜的蒸腾速率，与实测值的一致性较好。     

连栋温室热水供热系统散热管道传热系数的计算与测试

设施农业是我国现代化进程中的一个重要内容，现代化温室作为设施农业的标志，正在受到大力发展和重点研究。为了对温室热水供热系统散热管道的热工性能进行研究和测试。论文主要进行了以下工作：对温室热水供热系统散热管道的热工性能进行理论分析和计算；在密闭小室内，对温室散热管道热工性能进行实际测试。通过理论计算与实际测试，得出了散热管道传热系数的实验公式，并分析了可信性与影响因素。     

不同光照条件下温室黄瓜干物质生产模拟与试验研究

在参考国内外园艺作物生长发育模拟模型研究的基础上，结合温室黄瓜试验数据，确定模型参数，建立了温室黄瓜光合生产与干物质积累模拟模型，其中包括光合，呼吸和干物质生产等子模型。通过对温室黄瓜进行活体定株观测和取样测量，在不同播种期（春季和秋季）和不同处理光强（100%光照和33%光照）下验证模型的准确性，表明模型具有较高的精确性、灵敏性和实用性。     

Penman-Monteith模型模拟Venlo型温室黄瓜植株蒸腾

准确模拟温室作物蒸腾对于制定科学合理的灌溉制度及温室环境调控具有重要意义,该研究基于2017年秋冬季和2018年春夏季Venlo型温室黄瓜生育期内微气象数据、黄瓜生长发育指标和植株蒸腾,对Penman-Monteith(PM)模型中关键参数—冠层阻力和空气动力学阻力进行研究。通过分析黄瓜叶片孔阻力与温室内气象因子的响应关系,构建了由黄瓜有效叶面积指数及叶片孔阻力模拟冠层阻力的子模型;采用基于风速的Perrier对数法和基于温室对流类型的热传输系数法计算温室内低风速环境下的空气动力学阻力,并评价不同方法的适用性。结果表明:叶片孔阻力与太阳辐射呈指数关系(R~2=0.89),可通过观测温室内太阳辐射计算黄瓜叶片孔阻力;应用热传输系数法确定空气动力学阻力时,温室内对流类型绝大多数时间为混合对流;2种方法计算的温室内空气动力学阻力变化幅度均较小,Perrier对数法计算的春夏季和秋冬季空气动力学阻力平均值分别为388和383 s/m,热传输系数法计算的空气动力学阻力平均值分别为141和158 s/m;基于2种空气动力学阻力计算方法,PM模型模拟的植株蒸腾与实测值均具有较好的一致性,但采用Perrier对数法计算空气动力学阻力时,PM模型低估了植株蒸腾,春夏季和秋冬季拟合线斜率分别为0.87和0.91;而采用热传输系数法计算空气动力学阻力时,PM模型可更准确的模拟该地区温室黄瓜植株蒸腾,春夏季和秋冬季拟合线斜率分别为1.00和0.94,R~2分别为0.91和0.95,均方根误差分别为46.15和12.45 W/m~2。该研究结果为实现PM模型在Venlo型温室环境的准确应用提供了参考。     

节能温室太阳能土壤蓄热加温系统的研究

为了改善节能温室冬天植物栽培生产地温低，严重影响植物生长发育，影响温室生产产量和品质的问题。以数学模拟和回归实验相结合的方法，研究了温室土壤的太阳能蓄热加温系统。研究结果表明：系统能有效的提高地温，减少地温的变化幅度；在以加热管形成的浅层土壤温度层和以蓄热管形成的深层土壤温度层之间具有一个过渡层，和其它层不一样， 这个过渡层的温度是不随时间变化的；以SAS软件拟合的非线性方程为基础的土壤温度场的数学模型的模拟结果与实验结果吻合较好；选用差分法计算的土壤热扩散率精确度高，符合实验及生产实际要求；由温室热平衡方程确定的太阳能集热器面积与温室种植面积的优化比例为1∶5，经试验验证，在目前技术状态下，该比例能满足作物冬季生长对土壤温度的要求。总之，研究的太阳能蓄热系统实现了太阳能夏天贮冬天用、日间贮夜间用、晴天贮阴天用的目的，从而在不消耗任何二次能源的条件下，能满足温室作物的正常生长要求。     

农业系统可持续度的随机模拟方法与实证分析

从系统学角度，对农业可持续发展的持续度的确定问题进行了定量化分析。首先利用功效函数评价和时间序列的随机模拟分析等方法，建立了农业可持续发展系统的持续度理论计算模型与模拟预测模型；在此基础上，对浙江省农业系统可持续性的定量化确定及模拟预测问题进行了实证分析。研究结果表明，文中提出的计算模型能比较好的适应农业系统随机不确定性等基本特征，实证研究结论也为浙江省进一步实施农业可持续发展战略提供有益的决策参考。     

多联栋温室框架结构的弹塑性计算

应用力学知识和工民建规范,建立了多联栋温室受风雪载时半结构计算模型,并进行了荷载组合。利用有限元法和建筑规范中的有关规定,对该温室进行了弹塑性计算,求出了温室结构的一阶二阶弹塑性应力、框架柱稳定系数和整体稳定系数。由计算出的框架的最不利位置进行了相应的结构改进。验算结果表明,改进后的温室结构合理,具有优良的力学特性     

薄膜承载力及其对日光温室结构稳定性能的影响

为研究薄膜对日光温室结构抗灾害垮塌性能的影响,采用 ANSYS 有限元分析软件,模拟了单片薄膜受风雪、冰雹荷载作用情景,分析了薄膜厚度、尺寸（长度×宽度）、预张力和外荷载对单膜承载力的影响,建立了日光温室结构单榀拱架、无膜空间整体骨架、覆膜空间整体骨架3种计算模型,得到了风雪灾害下日光温室结构破坏全过程以及覆膜日光温室结构空间系数,探讨了薄膜厚度、弹性模量、预张力等参数改变时,薄膜张拉刚化效应对日光温室结构稳定性能的影响。结果表明：薄膜尺寸（长度×宽度）和厚度是影响其承载性能的主要因素,同时应适当考虑薄膜长宽比影响;0.2 mm厚的薄膜可满足特强冰雹的防灾要求;薄膜张拉刚化效应有助于提高日光温室结构抗风承载力,对抗雪承载力影响不大;各分析参数中,薄膜弹性模量对日光温室结构空间系数的影响不明显。研究结果为覆膜日光温室结构抗风雪、抗冰雹灾害设计提供参考。     

考虑覆盖材料蒙皮效应的温室结构稳定承载力计算

为研究覆盖材料蒙皮效应对温室结构稳定承载力的影响,该文在考虑温室结构的实际工作状态、材料非线性和几何大变形的前提下,采用ANSYS有限元分析软件,选取华北型、文洛型和日光型3种温室结构类型,建立了单榀骨架、整体骨架、整体骨架覆盖薄膜、整体骨架覆盖玻璃和整体骨架覆盖PC板5种计算模型,模拟了风雪灾害下温室结构破坏的全过程,得到了其破坏模式和荷载与位移关系曲线,分析了温室结构的稳定承载力和空间作用效应,并给出了其极限荷载系数和稳定承载力提高系数。结果表明:考虑覆盖材料蒙皮效应时,雪荷载作用下温室结构易发生失稳破坏,风荷载作用下温室结构稳定承载力较高,温室结构抗雪灾能力低于抗风灾能力;荷载工况由风荷载控制时,覆盖材料使日光温室结构稳定承载力提高20%~50%,设计时可考虑相应蒙皮效应;荷载工况由雪荷载控制时,覆盖材料使华北型和文洛型温室结构稳定承载力分别提高1~2倍和1~4倍,设计时可考虑相应蒙皮效应;覆盖玻璃使温室结构稳定承载力提高20%~280%,覆盖PC板使之提高20%~240%,覆盖薄膜使之提高0~40%。研究成果可为温室结构抗风雪灾害设计提供参考。     

基于薄壁圆环理论的机器人用柔性轴承变形特征快速求解

谐波减速器内部柔性轴承是机器人关节的重要传动部件,因在工作中会产生较大的预变形而与普通轴承不同,导致传统轴承理论不适用,所以建立新的研究方法对其各项性能进行分析非常必要。该文通过建立柔性轴承的理论计算模型,求解计算柔性轴承工作时内部应力与变形特征,具体步骤包括:1)建立变形协调方程,并通过莫尔积分定理求解方程,得到变形过程中柔性轴承外圈的弯曲力矩;2)根据薄壁圆环理论,求得外圈的变形特征与内圈弯曲力矩;3)建立三弯矩方程,计算外载荷作用下柔性轴承外圈所承受的最大弯曲力矩。最后,建立柔性轴承有限元仿真模型对比验证理论模型,两者最大误差为7%,其中理论求解时间为5～8 min,有限元计算需4～5 h,通过理论模型可以快速求得柔性轴承内部变性特征与受力情况。计算结果表明,对于CSF-25-80型柔性轴承,外圈厚度设计在1.3～1.6 mm,宽度设计在9 mm左右,都可以有效改善外圈的应力状况。该研究可为对柔性轴承的设计和优化提供理论参考。     

五连拱温室的结构计算

多连拱温室结构计算是需要研究的问题。应用结构力学知识，建立了五连拱温室受风雪载荷时的半结构计算模型，用有限元法进行了结构优化，求出了它的内力、应力和位移。对规范中没有说明的附加风载、风载高度变化系数和多连拱形屋面的风载体型系数等也作了分析。研究结果表明，该温室结构合理，具有优良的力学特性。     

荷兰Venlo型温室结构抗震性能分析

为了研究地震作用对依据荷兰规范设计的Venlo温室结构安全性的影响,该研究以荷兰公司设计的山东某Venlo型温室为例,利用有限元软件MIDAS Gen,采用振型分解反应谱法对设防烈度分别为7度（0.10 g）、7度（0.15 g）、8度（0.20 g）和8度（0.30 g）的温室整体结构进行模拟计算,对结构的周期、振型、应力和位移进行了分析探讨。结果显示,温室整体的最长自振周期为1.75 s,表现为较柔性的结构体系,前2阶振型分别为Y、X向的平动,在2个主轴方向上具有相近的抗震性能。不同设防烈度下,结构的承载力最大值均为216.96 MPa,由风荷载控制,最大应力小于构件屈服强度。当设防烈度为8度（0.30 g）时,X向地震作用对构件的拉、压应力最大,分别为211.95和196.02 MPa。无地震参与的荷载组合中X向风荷载产生的位移最大,达到31.80 mm。在地震参与的荷载组合中,柱顶最大位移为61.84 mm,结构变形主要受地震荷载的影响,Y向地震作用超过同工况下X向地震作用约11.6%。结论表明,引进的荷兰温室在地震设防烈度不高于8度（0.30 g）时,构件始终处于弹性范围内,满足规范要求,但最大变形超过了中国建筑抗震设计对弹性层间位移角1/250的要求。最后,该文对中国农业温室结构设计标准的编制提出了一些建议。     

Räumliche Spannungsmessungen mit dem Stress State Transducer (SST) in ungesättigten aggregierten Böden - theoretische Betrachtungen und erste Ergebnisse

Stress measurements in undisturbed unsaturated soils with a Stress State Transducer (SST) - theory and first results A method to quantify the spatial stress distribution will be introduced and first results will be discussed. This method allows the detailed analysis of principal and shear stresses as well as the determination of the direction angle of principal stresses and the octahedral shear stress angle. The described Stress State Transducer (SST) is composed of six single strain gage sensors that enable the accurate and reproducable recording of stresses in six directions in a wide load range. Their data form the base for calculation of spatial stress distribution. Some first results show that in a luvisol derived from loess wheeling at a wheel load of 4.0 Mg induces high shear stresses in a depth of 30 cm. This probably causes plastic soil deformation.     

雪荷载作用下几字型钢日光温室极限承载力分析

雪灾是导致日光温室倒塌的主要原因之一。为探明几字型钢日光温室在雪荷载作用下的失稳机理,该研究采用有限单元法,以8 m跨日光温室为研究对象,模拟其在雪荷载（均匀分布雪荷载和非均匀分布雪荷载）作用下的失稳破坏过程,计算其极限承载力,并探究纵向系杆、初始几何缺陷、截面参数对极限承载力的影响。结果表明：对于净截面面积、上翼缘宽度、腹板高度和壁厚均相同的几字型钢和空心矩形钢管,几字型钢日光温室极限承载力稍高于空心矩形钢管日光温室极限承载力;相较于均匀分布雪荷载,日光温室拱架对非均匀分布雪荷载更为敏感,非均匀分布雪荷载作用下的极限承载力约是均匀分布雪荷载作用下的28%,在日光温室结构设计中,应重点考虑非均匀分布雪荷载工况;在非均匀分布雪荷载作用下,屋脊和后屋面支座处为危险截面,最先进入全截面屈服状态;纵向系杆的设置可有效抑制结构平面外变形,进而提高结构极限承载力,有纵向系杆约束条件下的结构极限承载力约是无纵向系杆约束条件下的1.25倍;该日光温室拱架对初始几何缺陷敏感度较低,当最大初始几何缺陷幅值从5 mm增加到20 mm时,极限承载力降低约2%;在几字型钢截面选取时,在满足规范要求宽厚比前提下,建议上翼缘宽度与翻边宽度之比控制在4.17左右,腹板高度与翻边宽度之比不大于9.25,下翼缘宽度与翻边宽度之比不大于1.7,上翼缘宽度与下翼缘宽度之比控制在3.33左右,腹板高度与下翼缘宽度之比控制在4.67左右。该研究结果可为开口冷弯薄壁型钢日光温室拱架抗雪设计提供参考。