以储煤仓三心圆柱面屋盖为研究对象,采用kriging代理模型对屋盖结构的气动外形进行优化研究。首先,选用标准k-ε、RNG k-ε和SST k-ω三种湍流模型对三心圆柱面屋盖的绕流特性进行数值模拟,并与风洞试验数据进行对比。其次,分别以屋盖表面负压峰值最小以及竖向位移绝对值最小为优化目标,对三心圆柱面屋盖中间圆弧的半径与屋盖跨度之比(R/S)和圆心角(θ)进行优化。研究结果表明当R/S=1.26,θ=45.8°时,屋盖表面负压峰值最小;当R/S=0.56,θ=14.1°时,在平均风荷载作用下屋盖的竖向位移绝对值达到最小值。

为确定平屋盖女儿墙的最优参数,基于Kriging代理模型对45°风向角下女儿墙防风效果进行优化研究.首先,选用标准k-ε、RNG k-ε、SST k-ε和RSM 4种湍流模型对设置女儿墙的平屋盖表面平均风压进行数值模拟,并通过风洞试验进行验证.其次,分别以屋面负压峰值和升力系数最小为优化目标,建立了目标函数的Kriging代理模型,同时对女儿墙的孔洞率和高度进行优化.研究结果表明:当女儿墙孔洞率为87.4%,高度为0.049H(H为屋盖高度)时,屋面负压峰值达最小值;当女儿墙孔洞率和高度分别为1%和0.096H时,屋盖升力系数最小.

设计并搭建一套磁流变液阻尼器力学性能测试系统,用该测试系统对所制作的磁流变阻尼器的力学性能进行实验研究。利用LabVIEW编写数据采集平台对温度和压力传感器的电压信号进行采集,并利用MATLAB对数据进行分析。探究磁流变液阻尼器在不同温度下施加不同电流时的阻尼力特性,并初步探讨磁流变液的黏温性能。实验结果表明:磁流变液阻尼器输出阻尼力在20~40℃之间受温度的影响较大,且随着温度的升高,阻尼力呈下降趋势。

基于超磁致伸缩材料的磁致伸缩效应,研制一种具有可控微位移功能的超磁致伸缩驱动器,并对外加预压力下该驱动器的微位移特性进行了实验研究。采用位移传感器、数据采集卡、驱动电源等,搭建超磁致伸缩驱动器的微位移性能测试台,实验研究在外加电流、预压力下,超磁致伸缩驱动器的输出位移与外加电流的关系。研究结果表明:在外加预压力为0~300 N时,驱动器的输出位移随外加电流的增加而增加;而在外加预压力为300~400 N时,超磁致伸缩驱动器的输出位移随输入电流的增大而减小。

设计了测试磁流变液正应力性能的试验装置搭建了相应的测试系统通过实验来研究不同纳米级Fe3O4颗粒含量对传统磁流变液正应力的影响。实验结果表明当电流在0~1.5 A剪切速率给定时当纳米Fe3O4粒子的质量分数从0%~7%变化时微纳米磁流变液的正应力与传统磁流变液的正应力相比会随着纳米颗粒含量的增大而迅速增大;当磁感应强度在320 m T时微纳米磁流变液的正应力将达到最大值然而随着纳米粒子的质量分数从7%~16%变化时微纳米磁流变的正应力逐渐降低。