研究与开发

• 油库区火灾应急过程风险因素-事故情景结构方程模型研究

  童雅婷;袁长峰;孙兴;孟莎莎;

  为了探讨油库区火灾应急过程中风险因素与事故情景间的量化作用关系，揭示事故发展演化的基本规律，通过对近50年来国内外240例油库区典型火灾爆炸事故的统计分析，从人-物-环境-管理4个方面，建立了二者间的结构方程模型。结果表明：各因素与情景间影响关系显著，其中人的因素影响系数最大，为0.46,且对火灾扩大的情景影响更大，而“误判断”这一具体因素事件最易发生。所构建的结构方程模型能较清晰地量化应急过程风险因素与情景间的作用关系，可为揭示事故发生发展的作用机理提供一定的科学依据，同时为油库区火灾事故应急安全管理提供参考。

  2023年04期 v.40;No.200 235-245页 [查看摘要][在线阅读][下载 491K]
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• 长圆形孔的结构参数对其周边应力的集中影响

  曹凯;彭培英;刘庆刚;孙占朋;

  为了解决圆筒形容器超标长圆形孔补强结构设计缺乏理论依据、设计效率较低等问题，采用数值模拟、理论分析和实验测试相结合的方法，对不同结构参数条件下开孔周边应力分布情况进行分析，计算了最大应力集中系数(K_(max)),并采用极差分析法研究了各参数对K_(max)的影响规律。结果表明：影响长圆形孔周边K_(max)的主要参数包括筒体直径(D)、短轴与筒体直径之比(b/D)、长短轴之比(a/b)、凸缘宽度(B)和凸缘高度(H);应力集中影响范围主要在距离长轴两端1.5b范围内；K_(max)随着a/b和b/D的增加而增加，随着B和H的增加而降低；其中a/b对K_(max)的影响程度最为显著，b/D和H对K_(max)的影响程度相当，但影响程度明显低于a/b,B和D对K_(max)的影响程度最低。研究所得的结构参数对应力集中系数的影响规律，及提出的补强设计相关原则，为圆筒形容器长圆形孔补强设计提供了理论依据，对于提高设计效率、保障压力容器安全具有一定的意义。

  2023年04期 v.40;No.200 246-257页 [查看摘要][在线阅读][下载 993K]
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• KUKA-KR210-2机器人运动学及奇异性分析

  张付祥;高参;吴广;于得水;李俊慧;张永兴;

  为实现KUKA-KR210-2机器人的复杂运动控制，完成机器人末端的精准定位，对机器人进行运动学分析及奇异性分析。首先，依据KUKA-KR210-2机器人连杆参数及结构特征，采用标准D-H参数法建立与厂家一致的机器人坐标系，求解机器人的正运动学；其次，根据机器人满足Pieper准则的特点，采用分离变量法求解机器人的逆运动学；然后，采用微分变换法分析机器人的奇异性；最后，使用MATLAB软件编写运动学求解程序并进行奇异性仿真，将求解结果与KUKA-KR210-2机器人示教盒数据进行对比、验证。结果表明：求解的机器人运动学数据与示教盒数据基本一致，误差在1 mm以内，运动学分析正确；奇异性分析结果符合机器人的结构特征。研究结果可以为KUKA-KR210-2机器人高级运动控制提供技术支持，也可为同类型工业机器人的运动分析及控制研究提供参考。

  2023年04期 v.40;No.200 258-264页 [查看摘要][在线阅读][下载 323K]
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• 新开挖航道下穿高铁微扰动控制方案正交优化分析

  张体浪;刘付礼;万颖君;李怡玮;顾祯雪;孙阳;

  为了有效控制新开挖航道邻近高铁桥墩的沉降，在实施杭州京杭运河二通道下穿沪昆高铁工程时，需对下穿段桥墩进行加固处理。基于已有控制方案，运用正交化方法研究了围护桩、支撑、地基加固搅拌桩等多个结构参数与围护桩侧移、坑底隆起、地表沉降、桥墩位移等加固效果评价指标的关联机制，并利用极差分析计算了各影响因素对评价指标影响程度的主次关系。结果表明：追加8号试验对结构综合控制的效果最好，但追加2号试验耗材少且对桥墩沉降减小幅值最大，为15.7%,其余各项形变仍在规范限值内，最优方案为追加2号试验，即增大围护桩桩径、下调首层支撑位置，同时保持其他加固体为最经济水平是进一步优化设计方案的较好途径。研究探索了正交化方法应用于基坑开挖围护结构设计参数优化的可行性，为新航道开挖时对已有建筑有较高变形控制要求的工程设计优化和安全控制提供了参考。

  2023年04期 v.40;No.200 265-273页 [查看摘要][在线阅读][下载 549K]
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• 时空环境因素对无信号交叉口事故严重程度的异质性影响

  陈钦;

  为了明确无信号控制交叉口事故的诱发机理、降低事故损失，对美国西南部某州2016年7月至2020年12月的5 956起发生在无信号交叉口的事故数据进行统计分析，构建考虑均值和方差异质性的随机参数Logit模型，并分别针对白昼事故和夜间事故，选取周时间、季节、道路空间因素和环境因素作为影响因素，对模型进行参数估计和边际效应分析。结果表明：夏季对昼夜事故的严重程度有异质性影响；恶劣天气条件仅对夜间事故严重程度存在异质性影响，伴随大雾或者强风的降雨天气是加剧事故严重程度的最主要原因，且影响因素在春、夏季节的交互作用更加复杂；人行横道、交通稳静化措施对轻伤、重伤事故有助于减少人员在事故中的受伤概率；大型交通枢纽以及特殊状态下的路段附近，易发生人员伤亡事故。研究结果可为交通安全改善措施的制定提供参考，为降低道路交通事故风险提供新思路。

  2023年04期 v.40;No.200 274-283页 [查看摘要][在线阅读][下载 249K]
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应用技术

• 智慧牧场个性化自动饲喂设备设计

  闫海鹏;陈学帅;邓飞;

  为了解决饲喂过程中无法针对奶牛个体差异进行供饲，以及传统人工精饲料补饲劳动强度大、效率低等问题，研究设计了智慧牧场个性化自动饲喂设备。针对混合饲料和精饲料集成饲喂的方式，设计了饲喂设备的机械结构，并对其自动搅拌、饲喂、行走等功能的实现进行了结构和工作原理的阐释。采用ANSYS Workbench对精饲料补饲装置进行静力学与模态分析，并检验结构设计的合理性，在此基础上对选用S7-200作为核心的控制系统进行软件与硬件的设计。最后，通过实验对设备进行验证。结果表明：饲喂设备系统运行平稳，采用组态进行人机交互的界面操作简单，不会产生共振等现象；其不仅能够实现基础混合日粮的饲喂，而且可根据奶牛个体差异实现精饲料的精确定量补饲；采用个性化自动饲喂设备的试验组奶牛的产奶量比采用TMR设备饲喂的对照组奶牛提高了3 kg。设计的个性化自动饲喂设备有助于提高奶牛产能，减少人工补饲所需的劳动力，可为实现奶牛养殖的精细化、智能化、自动化提供技术支持。

  2023年04期 v.40;No.200 284-293页 [查看摘要][在线阅读][下载 981K]
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• 敞开式高压隔离开关接线端子过热分析及现场处理方案

  李建鹏;史晓龙;孟延辉;李强;胡伟涛;刘晓飞;赵书涛;许健;

  为了保障电力系统运行安全，提高故障检修效率，对某变电站的多起敞开式高压隔离开关接线端子过热故障进行分析。首先进行故障检查，然后计算通流能力、校核拧紧扭矩，最后提出了现场处理方案，并进行有限元仿真分析。结果表明：1)过热原因为盲孔螺纹连接失效导致的螺栓轴向预紧力降低；2)提出了重新打孔和改造旧孔2种提高接线端子紧固螺栓轴向预紧力的现场解决方案；3)2种方案均具有理论可行性，重新打孔方案和改造旧孔方案的整体实施难度相差不大，温控效果更好，16个月内重新打孔方案的最大温升为7.8℃,改造旧孔方案的最大温升为9.1℃。研究所提的重新打孔方案是敞开式高压隔离开关接线端子过热故障现场处理的一种较为高效、实用的方法，可为其他变电站类似事故处理提供参考。

  2023年04期 v.40;No.200 294-299页 [查看摘要][在线阅读][下载 343K]
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绿色建筑专栏

• 全风化混合花岗岩边坡降雨冲刷试验研究

  付有旺;钱云华;唐红波;陆特;尹小涛;

  为了探究全风化混合花岗岩的冲刷破坏演化规律，设计了坡面降雨冲刷试验。借助高密度电法和面波测试方法，选取云南临沧南部山区混合花岗岩边坡进行现场冲刷试验，并构建了全风化混合花岗岩边坡入渗侵蚀量化评估方法，对全风化混合花岗岩边坡降雨冲刷破坏特征进行了分析。结果表明：1)边坡受雨水冲刷的影响深度分为3层，即0～0.5 m表层、0.5～1.6 m中层和1.6 m以下深层；2)侵蚀过程分为3个阶段，即(1)雨水溅蚀、入渗阶段，雨水溅蚀，坡面岩土体结构发生初始破坏，平均电阻率升高，剪切波速降低；(2)下层潜蚀入渗饱和阶段，雨水入渗饱和，岩土体结构进一步破坏呈松散砂状，坡面径流量较小，表层岩土体保持较好的完整性；(3)细沟贯通冲蚀破坏阶段，表土层平均电阻率迅速升高，剪切波速大幅度降低，坡面径流量增加，细沟贯通延伸至坡脚并出现大规模片蚀。以剪切波速变化率和电阻率变化率为基础建立的全风化混合花岗岩边坡入渗侵蚀量化评估方法，可为全风化混合花岗岩工程边坡冲刷治理提供可靠的技术支撑。

  2023年04期 v.40;No.200 300-307页 [查看摘要][在线阅读][下载 832K]
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• 风机锚杆松弛对基础局压混凝土疲劳损伤的影响分析

  伍军;刘哲锋;楚加翼;向康;李鹏飞;

  为了对特定状态下风机构件疲劳损伤发展进行有效评估，以维持风机平稳运转，通过ABAQUS有限元软件建立起风机基础精细化整体模型，对锚杆松弛发育过程进行模拟，探究了疲劳荷载工况下局压混凝土的应力分布与变化规律，并采用德国劳埃德船级社推荐规范(GL)中混凝土疲劳计算方法对局压混凝土热点开展了疲劳寿命评估。结果表明：1)风机锚杆松弛会影响局压混凝土的应力分布，背风侧混凝土应力集中会更加突出，且应力会随着锚杆松弛加剧而同步增大，因此可将背风侧混凝土的受力情况作为锚杆松弛程度的判断依据；2)综合参考风机结构混凝土疲劳抗压强度设计值和疲劳寿命期望值2项指标评判后显示，锚杆松弛达到8%时，局压混凝土极有可能发生压碎失效，应当及时对松弛锚杆复加预紧力，避免锚杆松弛恶化发展。研究得到的锚杆松弛下风机基础局压混凝土的疲劳损伤规律，可为其在实际工程中的安全运维提供数据支撑。

  2023年04期 v.40;No.200 308-314页 [查看摘要][在线阅读][下载 393K]
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• 特殊工况下盾构机出井吊装施工技术研究

  王晓婵;

  为了解决在特殊情况下进行管片外径为8.8 m的盾构机接收、拆解和吊装作业问题，结合施工现场实际情况，对特殊工况下盾构机吊装出井技术措施进行研究。首先对吊装过程中最不利因素进行分析，其次提出了在结构未完全完成工况下盾构机吊装解决方案，同时进行了有、无措施的吊装作业对现有不完整井结构变形影响的数值模拟分析，并分析了在有措施的工况下吊车支腿地基承载力及基坑侧压力，最终提出了在接收井结构不完整情况下盾构机接收、拆解、吊装出井及施工监测的技术措施。结果表明：实际工程应用中，所提盾构机出井吊装施工技术措施可行可靠；有限元分析结果与实际监测变形规律基本一致，变形可控。研究结果丰富了特殊工况下盾构机吊装作业的施工技术，可为类似情况下的隧道工程吊装作业提供借鉴。

  2023年04期 v.40;No.200 315-322页 [查看摘要][在线阅读][下载 491K]
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编审园地

• 向本期载文的审稿专家致谢

  本刊编辑部;

  <正>本期《河北工业科技》共发表论文10篇。这些论文的发表是与有关专家的认真审读、细查资料、推敲分析、中肯评价分不开的。对此，本刊编辑部特向这些专家表示敬意，对他们的辛勤劳动表示感谢。本期载文的审稿专家名单如下（按姓名的汉语拼音字母顺序排列）：

  2023年04期 v.40;No.200 314页 [查看摘要][在线阅读][下载 68K]
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