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直流微网系统小干扰稳定性分析及有源阻尼控制 被引量:4
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作者 刘欣 李佳燏 《电网技术》 北大核心 2025年第1期323-332,I0101-I0102,共12页
直流微电网包含众多变流器,结构复杂。为了简化直流微电网的稳定性分析,该文首先将系统分为各变流器和线路网络两个部分,结合变流器的端口阻抗和线路网络的节点导纳矩阵建立了直流微电网的开环传递函数矩阵,然后基于此开环传递函数矩阵... 直流微电网包含众多变流器,结构复杂。为了简化直流微电网的稳定性分析,该文首先将系统分为各变流器和线路网络两个部分,结合变流器的端口阻抗和线路网络的节点导纳矩阵建立了直流微电网的开环传递函数矩阵,然后基于此开环传递函数矩阵,使用特征值法分析了系统稳定性关于不同变流器的灵敏度,最后根据灵敏度对不稳定贡献最大的变流器进行附加有源阻尼以增强系统阻尼,提升系统稳定性。结合Matlab/Simulink仿真算例,验证了稳定性分析方法及控制策略的有效性。 展开更多
关键词 直流微电网 稳定性分析 灵敏度分析 有源阻尼方法 恒功率负荷
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含多直流微网的多电压等级直流配电系统稳定性分析方法 被引量:1
2
作者 刘英培 杨博超 +1 位作者 石金鹏 朱宇琦 《可再生能源》 北大核心 2025年第5期663-672,共10页
多直流微网将成为接纳分布式能源和直流负荷的有效手段。文章提出了一种适用于含多直流微网的多电压等级直流配电系统的稳定性分析方法。首先,依据互联变换器的控制方式推导得各微网子系统的等效导纳,并利用各微网单独运行时的等效开环... 多直流微网将成为接纳分布式能源和直流负荷的有效手段。文章提出了一种适用于含多直流微网的多电压等级直流配电系统的稳定性分析方法。首先,依据互联变换器的控制方式推导得各微网子系统的等效导纳,并利用各微网单独运行时的等效开环增益判断其等效导纳是否存在右半平面极点;其次,将多电压等级直流配电系统简化为只包含中压母线的单电压等级直流系统,并利用等效阻抗比判断中压侧子系统的稳定性,当且仅当各微网的等效开环增益以及系统中压侧等效阻抗比均满足奈奎斯特判据时,系统可稳定运行;最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建包含两个直流微网的多电压等级直流配电系统进行验证。仿真结果表明,所提稳定性分析方法可以对含多直流微网的多电压等级直流配电系统的稳定性进行准确判定。 展开更多
关键词 多直流微网 多电压等级直流配电系统 阻抗模型 稳定性分析
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火箭横向模态耦合型自激振动的稳定性分析与仿真模拟
3
作者 商霖 张海瑞 +3 位作者 孙向春 宋志国 高峰 孙冬伟 《国防科技大学学报》 北大核心 2025年第3期73-80,共8页
为了深入研究火箭飞行试验中出现的自激振动现象,建立了一个基于弹性力与气动力耦合的两自由度线性系统,阐明了俯仰和偏航自由度之间由于位移反馈而引发自激振动的工作机理。通过对系统运动方程进行稳定性分析,得到平衡点失去渐进稳定... 为了深入研究火箭飞行试验中出现的自激振动现象,建立了一个基于弹性力与气动力耦合的两自由度线性系统,阐明了俯仰和偏航自由度之间由于位移反馈而引发自激振动的工作机理。通过对系统运动方程进行稳定性分析,得到平衡点失去渐进稳定特性并产生自激振动的判据。利用数值方法求解常微分方程组得到俯仰和偏航角位移时程曲线。仿真结果与试验数据对比表明,火箭飞行过程中出现的振动突然放大的现象是位移反馈导致的模态耦合型自激振动。此外,分析结果表明,自激振动发生前、后,通常会伴随有拍频振动或定频振动。 展开更多
关键词 模态耦合 位移反馈 稳定性分析 自激振动 拍频振动
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考虑杆件初偏心的弦支柱壳结构稳定性分析
4
作者 姜正荣 刘小梁 +2 位作者 石开荣 苏昌旺 左志亮 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期22-29,共8页
目前对考虑杆件初偏心的空间结构稳定性分析相对较少,为揭示杆件初偏心对弦支柱壳结构稳定承载力的影响规律,该文提出了以端部刚性杆来引入杆件初偏心的模拟方法,给出了刚性杆与初偏心杆件弹性模量的比值关系,在此基础上,采用随机缺陷... 目前对考虑杆件初偏心的空间结构稳定性分析相对较少,为揭示杆件初偏心对弦支柱壳结构稳定承载力的影响规律,该文提出了以端部刚性杆来引入杆件初偏心的模拟方法,给出了刚性杆与初偏心杆件弹性模量的比值关系,在此基础上,采用随机缺陷模态法,依次对理想结构和整体缺陷结构引入杆件初偏心,并进行弹塑性全过程分析,考察杆件初偏心及两种缺陷的同时施加对弦支柱壳结构非线性屈曲性能的影响。结果表明:当刚性杆的弹性模量取初偏心杆件对应数值的100倍以上时,计算结果相差较小,由此取两者弹性模量的比值为100;对理想结构引入杆件初偏心时,弦支柱壳结构的稳定承载力系数降幅不大(最大降幅为8.27%),该结构对杆件初偏心并不十分敏感,兼顾计算工作量,工程实践中可不考虑杆件初偏心的不利影响;对整体缺陷结构引入杆件初偏心时,与理想结构相比,弦支柱壳结构的稳定承载力系数明显降低(降幅最大达27.64%),但其降幅略小于两种缺陷单独引入的降幅之和,整体缺陷和杆件初偏心的同时引入,对该结构的稳定承载力存在一定程度的耦合影响,且前者的影响较为显著。 展开更多
关键词 弦支柱壳结构 杆件初偏心 整体缺陷 稳定性分析
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MMC交-直流混合导纳建模及交直流耦合作用下的并网系统稳定性分析
5
作者 张海涛 沙子豪 +4 位作者 吴为 韩吉治 张儒锡 王秀丽 王锡凡 《电网技术》 北大核心 2025年第8期3405-3415,I0115,共12页
随着新能源发电系统的大量接入,柔性直流输电系统发展迅速,但宽频振荡问题对系统产生了严重威胁。模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)作为柔性直流输电系统中的关键设备,其导纳模型是系统稳定性分析的基础。聚焦于... 随着新能源发电系统的大量接入,柔性直流输电系统发展迅速,但宽频振荡问题对系统产生了严重威胁。模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)作为柔性直流输电系统中的关键设备,其导纳模型是系统稳定性分析的基础。聚焦于交直流系统耦合作用下MMC并网系统的宽频振荡问题,该文以模块化多电平换流器交、直流端口导纳建模为突破口,基于谐波状态空间法,提出并建立了交-直流混合导纳模型,实现对交、直流端口自导纳特性与交直流端口间耦合特性的精准刻画;其次,结合交-直流混合导纳模型与矩阵舒尔变换,提出了适用于MMC并网系统的宽频振荡评估与分析方法,显式表征了交流系统侧、直流系统侧以及交直流系统间耦合作用对系统稳定性的影响,实现了对导致系统失稳不同原因的有效辨识,揭示了一种新型的交直流系统间耦合作用引发的并网系统宽频带振荡的机理。最后,通过MATLAB/Simulink仿真结果的对比,验证了交-直流混合导纳模型的准确性、其用于稳定性分析的优越性及所提系统稳定性分析方法的有效性。 展开更多
关键词 模块化多电平换流器(MMC) 交-直流混合导纳模型 舒尔变换 谐波状态空间法 稳定性分析
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全功率变速抽水蓄能机组的阻抗建模及并网稳定性分析
6
作者 张琦 杜雄 +2 位作者 丁理杰 刘俊良 史华勃 《电工技术学报》 北大核心 2025年第13期4229-4240,共12页
全功率变速抽水蓄能机组通过电力电子装置接入电网,可为电网运行提供调峰、调频、电压频率支撑等服务,然而电力电子装置的多时间尺度控制呈现的复杂频域特性易与电网发生交互作用,引发振荡现象。该文首先以全功率变速抽水蓄能机组为研... 全功率变速抽水蓄能机组通过电力电子装置接入电网,可为电网运行提供调峰、调频、电压频率支撑等服务,然而电力电子装置的多时间尺度控制呈现的复杂频域特性易与电网发生交互作用,引发振荡现象。该文首先以全功率变速抽水蓄能机组为研究对象,建立了水电侧机组以及全功率变流器装置的阻抗模型,进一步推导了计及频率耦合效应的全功率变速抽水蓄能机组的等效阻抗模型;然后基于阻抗判据,分析了全功率变速抽水蓄能机组接入不同电网阻抗下的稳定性,研究了水轮机和调速器的关键参数,以及全功率变流器控制环中锁相环、直流电压环及电流环参数对机组阻抗特性和系统稳定性的影响规律;最后基于Matlab搭建了其系统电磁暂态模型,验证了所建全功率变速抽水蓄能机组阻抗模型的准确性和稳定性分析结果的有效性。 展开更多
关键词 全功率变速抽水蓄能 阻抗建模 频率耦合 稳定性分析
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基于PSO-Kriging模型的尾矿库三维稳定性分析
7
作者 黄德镛 黄日胜 +2 位作者 史凯东 吕世玮 陈治宇 《有色金属(中英文)》 北大核心 2025年第3期474-483,共10页
尾矿库是矿业活动中不可或缺的组成部分,同时也带来了显著的环境和安全风险。在尾矿累积过程中,物理沉淀、水动力作用和化学反应等多重因素导致尾矿的物理特性呈现出明显的空间差异性和分布不均匀性。现有的研究方法大多忽略了尾矿材料... 尾矿库是矿业活动中不可或缺的组成部分,同时也带来了显著的环境和安全风险。在尾矿累积过程中,物理沉淀、水动力作用和化学反应等多重因素导致尾矿的物理特性呈现出明显的空间差异性和分布不均匀性。现有的研究方法大多忽略了尾矿材料的不均一性和复杂性。而研究这些特性需进行大量的物理试验,虽然这些试验可以重复,但存在着系统误差且成本高昂,因此可以构建一个近似模型进行机械学习预测。以Kriging理论为基础,通过对多种寻优算法进行适应度对比以选出最佳的寻优算法,构建出高效的改进Kriging模型,为了验证PSO-Kriging模型的性能,采用估值分析与误差分析的方式对本模型插值效果进行综合评价,结果显示新模型提高了预测精度和变化趋势。在此基础上得到一组符合尾矿库实际情况的插值点特征力学参数。从空间变异性出发对尾矿库稳定性进行分析。基于一般沉积性数值模型,将插值点坐标与数值模型中网格模型中坐标相对应,通过Fish函数,将插值点力学参数即天然重度、黏聚力与内摩擦角的数据导入网格模型中。替换原网格点的力学参数,构建出考虑空间变异性的尾矿库三维数值模型,并对该模型进行分析,结果表明由于空间差异信息增加,计算结果更能反映实际状况。 展开更多
关键词 尾矿库 稳定性分析 KRIGING插值 PSO优化算法 三维数值模拟
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渗流-应力耦合作用下尾矿库回采的稳定性分析研究
8
作者 邓红卫 唐光东 +1 位作者 刘尧 徐敬博 《黄金科学技术》 北大核心 2025年第4期804-814,共11页
尾矿库虽然是矿山重大危险源与潜在环境污染源,但具有巨大开发潜力。推进尾矿资源安全回采及二次利用不仅能够解决尾矿库的安全与环境问题,而且对矿山可持续发展具有重大意义。基于渗流—应力耦合理论,运用COMSOL多物理场仿真软件建立... 尾矿库虽然是矿山重大危险源与潜在环境污染源,但具有巨大开发潜力。推进尾矿资源安全回采及二次利用不仅能够解决尾矿库的安全与环境问题,而且对矿山可持续发展具有重大意义。基于渗流—应力耦合理论,运用COMSOL多物理场仿真软件建立尾矿库坝体二维模型。通过理论分析与数值模拟相结合的方法,系统研究了尾矿库回采过程中坝体的渗流规律、应力变化、变形特征及稳定性演化规律。结果表明:在渗流—应力耦合作用下,随着尾矿库回采的推进,尾矿库的干滩长度减小,饱和区域逐渐扩大,孔隙水压力、von Mises应力和最大剪应力均逐渐增大,导致尾矿坝的整体位移和等效塑性应变逐渐增加,安全系数逐步减小,尾矿库的稳定性呈下降趋势。尽管如此,尾矿库回采过程中的安全系数仍符合相关规范要求,在安全生产管理条件下,坝体能够安全稳定运行。该研究成果为尾矿库的安全回采提供了重要理论依据和工程技术参考。 展开更多
关键词 尾矿资源 尾矿库回采 渗流—应力耦合 尾矿坝 稳定性分析 数值模拟
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评论:耦合确定性与随机结构面的岩质边坡概率稳定性分析方法
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作者 朱鸿鹄 《地质科技通报》 北大核心 2025年第2期1-1,共1页
工程地质界面在地质灾害的孕育、发展和发生过程中发挥着至关重要的控制性作用[1]。以岩质边坡为例,其失稳常由结构面控制,而结构面可分为确定性与随机两类。确定性结构面(如:断层、软弱夹层等)可通过勘测明确其空间分布,而随机结构面(... 工程地质界面在地质灾害的孕育、发展和发生过程中发挥着至关重要的控制性作用[1]。以岩质边坡为例,其失稳常由结构面控制,而结构面可分为确定性与随机两类。确定性结构面(如:断层、软弱夹层等)可通过勘测明确其空间分布,而随机结构面(如:节理、层面等)因数量多。 展开更多
关键词 概率稳定性分析 岩质边坡 定性结构面
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考虑过渡层多层空间变异性的边坡降雨入渗模型及稳定性分析应用 被引量:3
10
作者 蒋水华 元志镕 +2 位作者 刘贤 黄劲松 周创兵 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第2期255-264,共10页
建立合理的降雨入渗模型是揭示降雨诱发边坡失稳机制及灾害防控的重要前提。传统的Green-Ampt模型未考虑土壤分层及雨水入渗形成的过渡层分布,导致计算的入渗率存在较大偏差,难以适用于空间变异性边坡。提出土层入渗率的分层求解方法,... 建立合理的降雨入渗模型是揭示降雨诱发边坡失稳机制及灾害防控的重要前提。传统的Green-Ampt模型未考虑土壤分层及雨水入渗形成的过渡层分布,导致计算的入渗率存在较大偏差,难以适用于空间变异性边坡。提出土层入渗率的分层求解方法,可由不同土层间入渗率大小关系确定过渡层厚度,据此提出考虑土体饱和渗透系数空间变异性边坡降雨入渗分析的改进Green-Ampt模型。进而应用改进模型进行降雨入渗下均质和非均质无限长边坡渗流及稳定性分析,并与传统Green-Ampt模型计算结果和Richards方程数值解加以对比。分析结果表明:相比于传统的Green-Ampt模型,利用改进模型计算的边坡体积含水量分布和稳定性系数与Richards方程数值解更为吻合,可以更好地为非均质边坡降雨入渗分析及降雨型滑坡灾害防控提供理论依据。此外,发现过渡层厚度与土体饱和渗透系数、过渡层顶部入渗率和体积含水量之间存在依赖关系,而与雨水入渗的总深度无直接关系。 展开更多
关键词 边坡稳定性分析 空间变异性 降雨入渗 改进Green-Ampt模型 过渡层
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不同类型暴雨下堆积层滑坡渗流特征与稳定性分析 被引量:2
11
作者 石浩 李远耀 +3 位作者 许艺林 郑阳 陈科翰 马银亮 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第3期222-233,共12页
暴雨是堆积层滑坡灾害发生的主要诱因之一,暴雨作用下滑坡体渗流场的时空动态特征是评价滑坡稳定性和开展气象风险预警的关键。针对当前主要以降雨强度为变化参数的模拟分析工况存在的不足,以广东省特大型地质灾害——丰顺县三坑村滑坡... 暴雨是堆积层滑坡灾害发生的主要诱因之一,暴雨作用下滑坡体渗流场的时空动态特征是评价滑坡稳定性和开展气象风险预警的关键。针对当前主要以降雨强度为变化参数的模拟分析工况存在的不足,以广东省特大型地质灾害——丰顺县三坑村滑坡群Ⅲ号滑坡为例,基于现场调查和资料分析,建立精细化滑坡地质结构模型,采用统计方法分析区内降雨特征,将暴雨划分为“均匀型”和“峰值型”两种类型,通过模拟滑坡体内浸润线及孔隙水压力的变化,分析滑坡在不同类型暴雨下的渗流场动态,进而分析滑坡的应力-应变场与位移特征,开展稳定性定量评价研究。研究结果表明:均匀型暴雨会显著影响滑坡深部渗流场,造成明显局部变形;峰值型暴雨诱发滑坡模式随雨量峰值位置的变化而有所差异,前锋型降雨诱发的变形表现出牵引式特点,随着雨量峰值后移,滑坡变形表现出推移式特点。数值模拟结果和滑坡实际变形较为吻合,研究成果可为堆积层滑坡的治理及防护工程的设计提供借鉴。 展开更多
关键词 堆积层滑坡 暴雨类型 数值模拟 变形机理 稳定性分析
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基于重复控制的MMC交直流阻抗建模与稳定性分析
12
作者 孙沐紫 马文忠 +3 位作者 王玉生 张文艳 李恒硕 朱亚恒 《电力系统保护与控制》 北大核心 2025年第2期163-175,共13页
目前针对模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)系统的稳定性研究主要围绕在传统的双闭环控制,如何拓展到其他控制成为了难点。针对此问题,首先,基于多谐波线性化法提出了一种采用嵌入式重复控制器的MMC系统精确阻抗计... 目前针对模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)系统的稳定性研究主要围绕在传统的双闭环控制,如何拓展到其他控制成为了难点。针对此问题,首先,基于多谐波线性化法提出了一种采用嵌入式重复控制器的MMC系统精确阻抗计算方法,建立了MMC的交直流侧阻抗模型,实现了嵌入式重复控制器交直流阻抗的准确计算。其次,分析了控制参数对MMC交直流侧阻抗特性的影响,研究得出嵌入式重复控制器的比例系数、内膜系数、增益系数及其他环节参数等因素对系统稳定性的影响。进而解析各参数对系统稳定的影响趋势和程度,为并网MMC系统嵌入式重复控制的参数设计提供了指导。最后,对比了接入不同强度电网时的系统稳定性。仿真结果验证了嵌入式重复控制系统在弱电网下的可行性,保障了MMC的稳定运行。 展开更多
关键词 MMC 重复控制 多谐波线性化 阻抗建模 稳定性分析
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基于部分功率变换的电池储能变换器稳定性分析
13
作者 武钰程 荆龙 +3 位作者 宋光辉 孙瑞东 刘乾 吴学智 《太阳能学报》 北大核心 2025年第1期269-278,共10页
为提升电池储能系统的效率与安全性,提出一种基于部分功率变换(PPC)的电池储能优化方案。在串联部分功率变换器结构中,电池串联端和母线端相互耦合影响,充分考虑这种影响后对该拓扑进行阻抗建模。针对电池放电工况下系统不稳定情况,通... 为提升电池储能系统的效率与安全性,提出一种基于部分功率变换(PPC)的电池储能优化方案。在串联部分功率变换器结构中,电池串联端和母线端相互耦合影响,充分考虑这种影响后对该拓扑进行阻抗建模。针对电池放电工况下系统不稳定情况,通过对系统控制框图等效变换,提出一种适用于部分功率变换的储能变换器阻抗重塑控制策略,以改善电池储能系统的稳定性。该方法在较小的频率范围内调整源变换器输出阻抗与负载变换器输入阻抗的交截范围,满足系统阻抗相匹配的稳定要求。最后通过完成系统仿真并搭建实验平台,验证所提电池储能变换器方案与控制方法的有效性与实用性。 展开更多
关键词 部分功率变换 阻抗建模 稳定性分析 阻抗重塑
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露天矿山岩体质量精细化表征及边坡稳定性分析
14
作者 孙东东 杨天鸿 +1 位作者 刘飞跃 刘洋 《东北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期97-105,共9页
在进行边坡岩体质量评价和稳定性分析时,通常将岩体简化为均质材料,而天然岩体实际上具有非均质的特征.针对该问题,提出了一种考虑非均质性的岩体质量精细化表征及力学参数建模方法.以乌拉根铅锌矿为例,详细阐述了岩体力学参数精细化建... 在进行边坡岩体质量评价和稳定性分析时,通常将岩体简化为均质材料,而天然岩体实际上具有非均质的特征.针对该问题,提出了一种考虑非均质性的岩体质量精细化表征及力学参数建模方法.以乌拉根铅锌矿为例,详细阐述了岩体力学参数精细化建模的流程.基于所建立的精细化力学参数模型,分别采用均匀和非均匀两种岩体力学参数对南帮进行稳定性分析,结果表明,采用非均匀力学参数进行计算可以更准确地反映露天边坡稳定性的真实情况.本研究所建立的精细化块体模型能够反映露天边坡中的薄弱及不稳定区域,可为边坡岩体质量评价、稳定性分析及支护施工设计等提供科学有效的解决途径. 展开更多
关键词 露天矿 岩体质量 精细化建模 块体模型 边坡稳定性分析
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林区作业电驱动履带车斜坡稳定性分析
15
作者 陈如意 王峰 +1 位作者 李玮 卢君龙 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第10期285-291,297,共8页
履带车斜坡行驶稳定性问题是影响履带车作业安全性和效率的关键因素之一。通过对履带车斜坡上的理论分析及建模,得出了履带车在斜坡上的纵向和横向理论翻倾角分别为58.91°和53.29°以及不同坡度转向受阻时翻倾的横滑速度,并且... 履带车斜坡行驶稳定性问题是影响履带车作业安全性和效率的关键因素之一。通过对履带车斜坡上的理论分析及建模,得出了履带车在斜坡上的纵向和横向理论翻倾角分别为58.91°和53.29°以及不同坡度转向受阻时翻倾的横滑速度,并且通过实验验证得到履带车的实际纵向和横向的倾覆角为52.14°和48.03°误差小于10%,可知理论分析模型的正确性,同时在斜坡上对履带车的转向运动进行了理论建模,探讨了履带车斜坡转向运动时的稳定性,并通过实验,验证了理论分析影响履带车稳定性的规律的正确性,为履带车的结构优化和控制策略提供了理论依据。 展开更多
关键词 履带车辆 动力学分析 坡路行驶 稳定性分析
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基于能量法的空间钢结构稳定性分析
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作者 王健 李红民 闫凯 《应用力学学报》 北大核心 2025年第4期869-878,共10页
能量法因可以避免研究空间钢结构失稳破坏的中间复杂受力分析,所以受到相关研究者的青睐。大跨度空间钢结构是工程中一种重要的结构形式,由于自由度众多,结构失稳破坏过程的应力、应变较复杂,因此从能量的角度分别对空间钢结构屋盖的局... 能量法因可以避免研究空间钢结构失稳破坏的中间复杂受力分析,所以受到相关研究者的青睐。大跨度空间钢结构是工程中一种重要的结构形式,由于自由度众多,结构失稳破坏过程的应力、应变较复杂,因此从能量的角度分别对空间钢结构屋盖的局部稳定性和整体稳定性进行评判和研究。通过对空间钢结构局部桁架受力性能破坏模式进行分析,建立结构简化力学模型,根据能量守恒原理得出考虑外荷载做功和应变能条件下的总能量方程,利用突变理论推导出了结构局部失稳的临界荷载及临界应力。通过结构健康监测系统中监测数据的反演分析,建立结构整体应变能熵动力学模型,应用突变理论构建了应变能熵值极限状态方程,根据势函数的稳定性判据分析结构整体稳定性。最后将所提方法对实际工程进行分析研究,得出既有空间结构屋盖稳定性较好,能够满足结构安全运维的需要。研究结果表明:结构局部稳定性除与结构材料参数有关外,还与局部长度与管径比有关;空间结构在失稳过程中,应力集中会造成应变能熵值的下降;分析结果与结构现场运维说明结构局部和整体均较稳定。因此,所建立的分析方法,可为空间钢结构稳定性分析提供理论基础。 展开更多
关键词 能量法 空间结构 应变能 突变理论 稳定性分析
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超大采高工作面煤壁稳定性分析及片帮预测研究
17
作者 任怀伟 刘凯 +4 位作者 李建 赵叔吉 韩存地 王龙 李济洋 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期1-11,共11页
目的为了解决超大采高工作面煤壁片帮难题,方法通过理论分析与现场实测研究煤壁片帮机理,采用数值模拟对不同采高条件下煤壁的破坏过程进行模拟,探讨采高和顶板压力与煤壁片帮之间的关系,并基于现场数据,利用机器学习方法进行片帮预测,... 目的为了解决超大采高工作面煤壁片帮难题,方法通过理论分析与现场实测研究煤壁片帮机理,采用数值模拟对不同采高条件下煤壁的破坏过程进行模拟,探讨采高和顶板压力与煤壁片帮之间的关系,并基于现场数据,利用机器学习方法进行片帮预测,比较并选择最优的预测模型。结果研究发现,超大采高工作面煤壁片帮主要发生在煤壁的中上部,随着采高和支承压力的增加,片帮破坏程度呈加剧趋势。分析得到片帮稳定性系数计算公式,发现稳定性系数随顶板压力和采高的增加而增大。数值模拟结果表明,当采高从6 m增至10 m时,煤壁破碎程度和片帮深度显著增加,且片帮深度在顶板来压时达到峰值。数据分析结果表明,煤壁片帮是煤壁、液压支架和顶板相互作用的结果,合理的支护高度和良好的液压支架支撑力是降低片帮风险的关键。最后,采用机器学习方法对煤壁片帮进行预测,比较多种常见的机器学习算法,发现KNN方法的预测准确率最高,达77.46%。然而,现有机器学习方法在片帮预测上的准确性仍需进一步提高。结论研究结果揭示了超大采高工作面煤壁片帮的发生机理,提出了片帮预测的新思路,即随着采高和顶板压力增加,煤壁片帮风险加大,采用机器学习方法可以有效预测片帮发生的可能性,这为超大采高工作面煤矿安全生产提供了理论支持和技术保障。 展开更多
关键词 超大采高工作面 煤壁片帮 稳定性分析 机器学习 片帮预测
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水弱化作用下某露天矿富含节理岩质边坡稳定性分析
18
作者 杨涛 张秀丽 田湖南 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第3期188-196,共9页
随着金属露天矿开采深度的持续增加,节理岩质边坡在水-力耦合作用下的稳定性问题日益凸显,尤其在降雨频繁区域,水弱化效应引发的边坡失稳已成为矿山重大地质灾害的主要诱因。以某金属露天矿岩质边坡为研究对象,采用边坡变形监测、节理... 随着金属露天矿开采深度的持续增加,节理岩质边坡在水-力耦合作用下的稳定性问题日益凸显,尤其在降雨频繁区域,水弱化效应引发的边坡失稳已成为矿山重大地质灾害的主要诱因。以某金属露天矿岩质边坡为研究对象,采用边坡变形监测、节理现场调查、节理水弱化试验和节理有限元模拟等方法,深入探讨了水弱化作用对边坡变形破坏演化的影响。结果显示:边坡变形呈现出推移式特征,其变形曲线可划分为缓慢变形、匀速变形和加速变形3个阶段,具有明显的阶跃式演化特征,与降雨之间存在较强的相关性,边坡失稳模式主要表现为顺倾滑移和楔形体破坏;节理的强度特性具有显著的水弱化效应,其中黏聚力的弱化效应显著高于内摩擦角,黏聚力的弱化率约为50%,而内摩擦角的弱化率则不超过20%;在降雨入渗条件下,节理逐渐饱和,导致抗剪强度随之降低,使得边坡稳定性逐渐降低,当节理强度弱化程度超过0.8时,边坡整体失稳,出现大规模变形破坏,变形体上部边界基本呈平面状,由顺倾节理J1所主导,而下部则呈现曲面状,由2组节理交错形成。研究成果定量揭示了节理水弱化效应与边坡失稳之间的内在关联,可为露天矿边坡稳定性评价、矿山地质灾害防治提供科学依据。 展开更多
关键词 岩质边坡 稳定性分析 变形破坏 水弱化作用 节理有限元模拟
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高压水射流气液增压装置稳定性分析及控制优化
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作者 王龙庆 侯荣国 +2 位作者 吕哲 孙浩程 郭燕坤 《机床与液压》 北大核心 2025年第17期182-187,共6页
高压水射流气液增压装置在工作过程中存在压力、流量波动,影响加工稳定性和加工质量。为提高增压装置压力、流量稳定性,使用AMESim软件进行仿真分析并对其进行试验验证。结果表明:仿真结果与试验结果误差小于4%,试验压力波动为4.81 MPa... 高压水射流气液增压装置在工作过程中存在压力、流量波动,影响加工稳定性和加工质量。为提高增压装置压力、流量稳定性,使用AMESim软件进行仿真分析并对其进行试验验证。结果表明:仿真结果与试验结果误差小于4%,试验压力波动为4.81 MPa,流量波动为0.046 L/min;气液增压泵活塞相位差为180°时系统波动最大,两活塞到缸体任意一侧的距离差大于低压水增压过程活塞所需位移时,系统波动最小。建立气液增压装置压力、流量数学方程及压缩空气压力与输出压力的关系,优化压缩空气初始压力和最佳转换时间来控制增压过程,以减小水射流系统压力、流量波动,从而提高工作过程稳定性。优化结果表明:在增压泵活塞换向时将压缩空气的压力由0.31 MPa增加至0.78 MPa,0.2 s后水压达到40 MPa时将空气压力恢复至0.31 MPa,最终试验压力波动减小80.7%,流量波动减小80.4%。 展开更多
关键词 水射流系统 稳定性分析 气液增压 压力控制
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杂种落叶松多点稳定性分析及优良家系选择
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作者 邢雪梅 宋瑞珂 +6 位作者 孙国飞 胡振宇 王浩浩 刘梦圆 郝俊飞 张磊 张含国 《东北林业大学学报》 北大核心 2025年第7期16-26,共11页
为了根据生长特性筛选落叶松(Larix gmelinii)优良材料用于高世代育种群体构建,以5个地点10年生26个处理杂种落叶松为研究材料,对其树高、胸径、材积进行方差分析、遗传变异与稳定性分析、育种值计算,以选择生长优良、丰产稳产的杂种落... 为了根据生长特性筛选落叶松(Larix gmelinii)优良材料用于高世代育种群体构建,以5个地点10年生26个处理杂种落叶松为研究材料,对其树高、胸径、材积进行方差分析、遗传变异与稳定性分析、育种值计算,以选择生长优良、丰产稳产的杂种落叶松家系。方差分析结果表明,杂种落叶松生长性状在地点间、处理间及互作效应中存在极显著的差异;变异分析结果显示,杂种落叶松不同处理间以及地点间均存在较大的变异;遗传参数分析结果表明,5个地点生长性状家系遗传力范围为0.65~0.91,生长性状家系遗传力均大于单株遗传力,生长性状受到中等较强的遗传因素控制,入选率为20%时,树高遗传增益为10.08%、胸径遗传增益为12.05%、材积的遗传增益为26.41%;控制授粉家系配合力分析结果表明,长73-14母本的一般配合力较高,长73-34父本的一般配合力较高,长73-3×长73-2特殊配合力较高;根据育种值与稳定性分析结果,综合分析,初步选择日5×长77-3、日5×长78-3、日12×兴9、日3×兴2、日3×兴9、兴9×日76-2为丰产稳产家系,长73-14×日草103、兴5×兴9、长73-14×日宽7为速生丰产家系。因此,杂种落叶松生长性状在不同处理及地点间存在丰富遗传变异,初步筛选出生长性状具有较高遗传增益的9个优良家系,优良家系的树高高于对照13.34%~23.85%,高于均值7.86%~14.41%;胸径高于对照18.98%~26.20%,高于均值6.08%~12.52%;材积高于对照55.51%~85.00%,高于均值13.54%~35.06%,可作为杂种落叶松优良品系持续观测与分析评价。 展开更多
关键词 杂种落叶松 生长性状 GGE稳定性分析 优良家系
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