高比例电力电子电力系统强度的定义、分类及分析方法

传统系统强度反映了以同步机为主导的交流系统对所接入设备的支撑能力。随着我国电力系统源-网-荷-储各层级中电力电子设备的大规模接入,已逐渐形成高比例电力电子电力系统基本格局。电力电子设备的弱支撑性、低抗扰性导致高比例电力电子电力系统强度发生重大变化,近年来受到国内外广泛关注。为此,该文论述了高比例电力电子电力系统强度的定义,针对频率和电压两种安全稳定形态,根据动态过程响应特征提出支撑强度和调节强度的分类方法,建立系统强度基础体系框架。在支撑强度方面,将广义惯量及惯量冲击比作为频率支撑强度指标,将短路比及阻抗比作为电压支撑强度指标;在调节强度方面,分别建立评估频率/电压波动的灵敏度指标。最后,提出提升系统强度的若干关键技术。研究成果将为保障高比例电力电子电力系统安全稳定高效运行,实现“双碳”目标提供有力支撑。

岩石-钢纤维混凝土复合层动态抗压强度计算模型

为了研究冲击荷载下岩石-钢纤维混凝土(R-SFRC)复合层的抗压强度模型,利用分离式霍普金森压杆对花岗岩、混凝土和R-SFRC复合层进行动态冲击压缩试验,并通过回归试验结果得到R-SFRC复合层的对数型、幂函数型和强度-应变率依赖机制型3种强度模型,同时考虑R-SFRC复合层界面相互作用,基于Mohr-Coulomb强度准则建立复合层动态抗压强度计算模型。结果表明,R-SFRC复合层动态抗压强度随应变率及钢纤维掺量增大而增大;3种回归模型拟合复合层动态抗压强度试验结果的相关系数范围为0.918~0.999,其中依赖机制型模型与试验结果的相关性最大;基于Mohr-Coulomb强度准则的3种模型得到的复合层抗压强度计算值相对试验值的误差范围为-9.23%~3.16%,对数型模型的误差最大值较小。R-SFRC复合层动态抗压强度计算模型可为混凝土支护隧道围岩设计提供理论基础。

原生混凝土强度对再生骨料透水混凝土强度的影响

将废弃混凝土试块按强度等级分类制成再生骨料,在不同水灰比条件下制备再生骨料透水混凝土。通过对所制试件进行抗压强度和弯拉强度测试、宏观和微观组织表征以及显微硬度测试,分析了原生混凝土强度和水灰比对再生骨料透水混凝土强度的影响。结果表明,再生骨料透水混凝土强度与原生混凝土强度存在明确正相关性。原生混凝土强度每提高10 MPa,再生骨料透水混凝土抗压强度可提高10%~20%,弯拉强度可提高10%~30%。不同强度等级原生混凝土制备的再生骨料透水混凝土最优水灰比呈现规律性变化。随着原生混凝土强度的提高,再生骨料表面的孔隙变小、微裂缝变少,附着的水泥浆趋于致密,所制再生骨料透水混凝土界面强度增大。

基于混凝土20 h内强度龄期关系曲线确定调压井滑模滑升时间研究

水利水电工程调压井滑模施工中的混凝土强度是一个非常重要的技术参数,且是控制滑模滑升速度的依据,也是滑模能否提升的前提条件。阐述了通过对现场混凝土试件进行抗压强度检测,采用线性回归分析方法得出了该配合比混凝土在20 h内的时间与抗压强度关系曲线,依据该关系式推出了调压井20 h内混凝土随时间增长的连续强度,从而判断出滑模是否满足提升要求,进而确定出滑模的滑升时间。该方法的采用减少了取样频次、检测时间与检测成本,能够更加便捷、快速地在施工现场计算出混凝土强度是否满足滑模滑升要求。

基于JMP的高温强度裕量分析应用

对于电子产品高温强度初始值的确定,目前缺乏一种与可靠度指标有效关联的科学分析方法。高温强度初始值是通过高温强度裕量进行确定的,同时它决定着高温应力步进试验中步进到哪个温度点停止步进,也决定着高温应力步降试验中从哪个温度点开始步降。基于裕量可靠的可靠性科学原理,结合应力-强度干涉模型理论,采用蒙特卡洛方法,运用JMP工具开展分析得到高温强度初始值,并以此来指导高温应力步加试验剖面的设计,从而将产品可靠度指标要求落实到产品实际的可靠性试验中,实现可靠性试验剖面设计的科学性与合理性。

煤泥基充填材料流动性与强度特性试验研究

为研究煤泥基充填材料的流动与强度特性,运用正交试验设计了以煤泥、高水、水泥、粉煤灰为组合的胶结充填材料,采用极差、方差分析及多元回归分析等方法,研究了煤泥水百分浓度(A)、高水添加比例(B)、水泥添加比例(C)、粉煤灰添加比例(D)等4个关键因素对充填材料的初凝时间、扩散度及抗压强度、抗剪强度的影响机制。试验结果表明:①煤泥基充填材料的初凝时间为52~67 min,扩散度为42.0~76.5 cm,抗压强度为0.076~0.247 MPa,抗剪强度为0.033~0.139 MPa。对于初凝时间,影响显著性有B>C>A>D;对于扩散度,有A>D>B>C;对于抗压强度,有D>C>A>B;对于抗剪强度,有C>D>A>B。②拟合出了A、B、C、D与流动性指标及强度指标的数学关系式,初凝时间与A、B成二次函数关系、与C、D均呈指数关系;扩散度与A、B、C均呈指数关系,与D呈三角函数关系;抗压强度与A、D均呈指数关系,与B、C呈二次多项式关系;抗剪强度与A、B呈二次多项式关系、与C、D均呈指数关系;在A、B、C、D等4个因素与4个参数独立拟合方程的基础上,建立4因素共同影响下煤泥基充填材料流动性及强度特性参数预计模型,并进行了验证。

高强度间歇运动和中等强度持续运动对抑制功能影响的元分析

目的:使用元分析方法探讨高强度间歇运动(HIIT)对抑制功能的影响及其影响因素,以及与中等强度持续运动(MICT)相比的效果差异,为不同锻炼人群选择合适的锻炼方式提供依据。方法:依据PRISMA原则,在国内外的一些检索平台检索相关文献,检索时间为2010年1月1日—2022年8月30日。运用软件“Stata 15.0”和软件“Review Manager 5.3”进行效应量分析。结果:1)HIIT能够显著提高运动者的抑制功能,为中等效应量。2)HIIT能够显著提高10~24岁人群的抑制功能,而对25岁以上人群的抑制功能未见显著影响;90%~100%最大心率运动强度的HIIT能够显著提高运动者的抑制功能,且合并效应量较大,70%~90%最大心率运动强度的HIIT能够显著提高运动者的抑制功能;10~30 min和30~60 min的HIIT均能显著提高运动者的抑制功能;功率自行车、篮球、爬楼梯等方式的HIIT能显著提高运动者的抑制功能,跑步机上跑步的HIIT对运动者的抑制功能未见显著影响;HIIT结束30 min后仍对运动者的抑制功能有积极影响。3)HIIT与MICT对抑制功能的影响未见显著性差异。结论:HIIT能够提高运动者的抑制功能,为中等效应量,HIIT与MICT对抑制功能的积极影响没有差异;HIIT与抑制功能的关系受到年龄、运动强度、运动时间、运动方式等调节变量的影响,HIIT的认知促进效益可以持续30 min以上。

基于数据库的玻璃纤维增强复合材料箍筋弯拉强度计算方法

玻璃纤维增强复合材料箍筋弯拉强度试验主要研究弯折半径与直径之比对弯拉强度的影响,直线段抗拉强度对弯拉强度的影响研究较少。本文基于ACI 440.3R-12中B.5试验方法,开展3组(9个弯拉试件)不同直线段抗拉强度的玻璃纤维增强复合材料箍筋弯拉强度试验研究。3组试件直线段抗拉强度分别为530(A组)、850(B组)和1100 MPa(C组),弯折半径与箍筋直径之比均为3。试验结果表明:所有试件均发生玻璃纤维增强复合材料箍筋弯折段被拉断的破坏模式;A、B、C组试件弯拉强度分别为325、445和530 MPa。本文系统收集了国内外已有93个弯拉试件,并结合本文9个弯拉试件建立了玻璃纤维增强复合材料箍筋弯拉强度试验数据库。基于数据库统计分析,提出了保证率不小于95%的玻璃纤维增强复合材料箍筋弯拉强度计算方法。

滩涂淤泥固化剂配合比优化及其强度研究

为提高滩涂淤泥的资源化利用率,可以通过在滩涂淤泥中按一定的配合比加入由水泥、矿渣、石膏等制备的固化剂来提高其工程可利用性。探究了以水泥、矿渣、石膏为原材料的固化剂的固化效果。结果表明:根据抗压强度,确定水泥、矿渣和石膏的最优配比分别为22.5%、70.0%和7.5%;在掺入20%最优配比固化剂的情况下,固化后滩涂淤泥3、7、28 d无侧限抗压强度分别为1.51、2.03、3.37 MPa。微观分析表明,固化剂中水化产物与淤泥颗粒相互结合,提高了整体抗压强度。固化剂可以在有效提高滩涂淤泥资源化利用率的同时兼顾工程经济性。

在公路水运不同试验规程下的混凝土强度计算差异与分析

在公路水运工程试验检测工作中,常常遇到混凝土回弹强度不合格的情况,在此类情况下,通常采用钻芯法验证结构物强度是否满足设计要求。接触过多次此类情形后发现,无论是混凝土回弹强度还是钻芯法抗压强度,在公路水运的不同试验规程下数值存在较大差异。本文通过分析公路水运不同试验规程差异并建立试验模型,通过试验结果更直观地分析差异影响因素,为今后的试验检测工作提供帮助。

近疲劳强度循环荷载下粉砂岩强度变化机制

通过开展不同循环次数的循环加卸载转单调加载试验,结合声发射和CT扫描技术,揭示了近疲劳强度循环荷载作用下泥质石英粉砂岩的细观破裂演化规律、裂隙扩展特征与强度变化机制.结果表明:(1)泥质石英粉砂岩的损伤应力小于疲劳强度,可称损伤应力与疲劳强度之间的应力水平为近疲劳强度.(2)随着循环次数增加,粉砂岩峰值强度先小幅下降后持续增加最终趋于稳定,当一次循环后轴向(体积)变形从压缩(膨胀)转为几乎不变时,可认为粉砂岩的强度从劣化转为强化.(3)单调加载阶段应力接近峰值强度时,粉砂岩中、低频区的声发射信号大幅增加,可将其视为岩石受压破坏的先兆.(4)当循环次数较低时,循环过程中粉砂岩的弱胶结结构断裂,有效承载面积减小,转单调加载后岩石破裂尺度增大、内部裂纹局部集中,发生劣化,呈单斜面剪切破坏.(5)当循环次数较高时,循环过程中粉砂岩胶结强度增加、细观结构更为致密与均匀,有效承载面积增大,岩石内部在泊松效应的影响下持续产生横向拉应力,转单调加载后岩石裂隙尺寸、裂隙密度和破碎程度降低,发生强化,呈张拉–剪切的复合裂隙网络.

循环荷载作用下粉质黏土-混凝土界面强度预测研究

基于3D扫描和打印技术,制作了与混凝土灌注桩相同的界面混凝土试件,并进行了一系列粉质黏土-混凝土界面循环剪切试验。通过粉质黏土-混凝土界面循环剪切试验,揭示不同循环周期、循环幅值条件下界面强度的衰减规律。通过对循环幅值和法向压力幂函数拟合,对循环稳定后-土界面强度衰减系数进行表征,并结合黏土-混凝土界面峰值强度模型,提出粉质黏土-混凝土界面强度衰减模型。结果表明:在15次循环后,部分循环的剪切位移-剪切应力曲线近似重合;当循环幅值逐渐增大,剪切阶段与卸载阶段应力-应变曲线均呈现线性趋势,每个循环圈内加载与卸载的斜率基本保持一致,类似“平行四边形”;不同工况的循环稳定后界面剪切峰值强度折减系数D_(τ)存在相同的变化趋势,可通过循环幅值A和法向应力σ的无量纲非线性回归分析,提出循环稳定后黏土-混凝土界面剪切峰值强度折减系数D_(τ)表征方法,其拟合度较高。

合肥红砂岩点荷载强度及其与抗压和抗拉强度的关系

点荷载试验是获取岩石强度的快捷方法之一。为了分析合肥地区典型红砂岩点荷载强度与抗压和抗拉强度的关系,对合肥地区的红砂岩,分别开展了干燥和饱水的状态下的点荷载、单轴抗压及巴西劈裂试验。探讨砂岩点荷载计算方法中贯入深度及修正指数m对点荷载强度值的影响,获得了点荷载强度与抗压、抗拉强度的换算关系。试验结果表明:考虑贯入深度与不考虑贯入深度两种计算模式变异系数皆小于0.3,不考虑贯入深度的计算模式数据指标更稳定;修正指数的取值对修正后的点荷载强度值I′s(50)C、I s(50)C影响很小,实际应用中可采用0.45作为修正指数;点荷载两种计算模式的软化系数相近,考虑贯入深度影响的软化系数比不考虑贯入深度的软化系数小;相同岩石的点荷载强度、抗压及抗拉强度软化系数差别不大,有良好的相关性;获得了砂岩点荷载强度与其拉压、抗拉强度转换系数范围,可为合肥地区工程应用提供参考。

武汉市建设用地开发强度与热岛强度特征研究

随着城市化进程的加快,越来越多的人口从农村进入城市,城市的气候和环境问题日益凸显。城市化过程导致城市下垫面改变,自然土体被不透水的钢筋混凝土覆盖,城市热岛问题突出。文章通过研究武汉市各类建设用地的开发强度特征,包括容积率、建筑密度和建筑平均高度,计算武汉市地表温度和热岛强度,分析和总结武汉市各类建设用地开发强度和热岛效应特征,从空间形态出发提出规划改善策略,为城市规划和建设提供指导依据。

齿轮箱销套螺栓的连接强度分析

主轴与齿轮箱的连接是风电机组传动链中的重要结构,销套-螺栓连接形式的传扭结构得到了越来越多的应用,但目前针对销套-螺栓连接结构极限和疲劳强度的研究还较少。为此,建立了销套-螺栓连接结构有限元模型,对极限强度和疲劳强度进行了安全性评估。首先,建立了包含销套、螺栓、主轴以及齿轮箱等部件的有限元模型;然后,校核了各部件在极限扭矩下的极限强度,并分析了不同扭矩下结构的应力情况;最后,提出了考虑非线性应力情况的疲劳强度计算方法,并校核了结构疲劳强度。研究结果表明:销套-螺栓连接结构的传扭可分为三个阶段,第一阶段为外圈螺栓传扭,第二阶段为外圈销套与内圈螺栓传扭,第三阶段为外圈销套与内圈销套传扭;传扭过程中载荷与应力存在明显的非线性关系,疲劳强度分析需要考虑相应的非线性关系;传扭结构应力最大点和疲劳最大点均位于主轴侧销孔,应力为553 MPa,疲劳数值为0.1355,因此,设计时需要重点关注主轴接口的强度情况,保证连接的可靠性。

某跨声速风洞用980 高强度钢的去应力热处理工艺研究

热处理是结构件制造的重要环节,与结构件的制造质量和使用性能紧密相关。对某型号跨声速风洞用980高强度钢去应力热处理工艺进行了研究,采用拉伸试验和-20℃低温冲击试验,对比分析了一次、二次去应力退火试验后980高强度钢的强度和韧性。结果表明,当去应力热处理工艺为去应力退火温度为(450±10)℃,保温时间为10~12 h时,跨声速风洞用980高强度钢材料可获得最优的强度和韧性。试验结果对同类材料的去应力热处理具有一定的借鉴意义。

海相淤泥水泥土强度与变形特性试验及相互关系研究

为研究海相淤泥水泥土抗压抗折抗剪强度与变形特性,通过开展水泥土系列室内配合比试验,测试不同固化剂掺量、龄期和水灰比下水泥土无侧限抗压强度fcu、抗折强度f_(f)、归一化抗剪强度τ_(qg)、归一化主应力差(σ_(1)-σ_(3))/σ_(3)及压缩模量Es等参数的变化规律,并对不同参数之间的相互关系进行了研究。结果表明:相同掺量下,水泥与石灰组合改良试样的性能比单掺水泥高2%~17%;水泥土强度与固化剂掺量和龄期成正比,与水灰比成反比,强度主要形成于成型早期阶段,且水灰比越小,早期的强度增长越快,大部分参数14 d龄期的结果已超过90 d的50%,28 d的强度则已达到70%;水灰比为0.5时,各项指标最优;此外,不同参数之间存在明显的线性关系,其中f_(f)、τ_(qg)、(σ_(1)-σ_(3))/σ_(3)、E_(s)分别为f_(cu)的0.33~0.35、0.35~0.37、9.58~10.31、17.27~17.66倍。

含钢纤维橡胶喷射混凝土抗压强度特性研究

普通喷射混凝土延展性差、抗压过后易碎且残余强度差,为了增强其延展性及韧性,在5%、10%、15%、20%橡胶掺量的橡胶喷射混凝土中分别添加0.5%、1%、1.5%、2%(体积占比)的钢纤维,设计17组配比,养护28 d进行单轴抗压实验,对抗压强度值、应力—应变曲线特点、试件破坏形态、残余强度进行分析。结果表明:在钢纤维和橡胶协同作用下,普通喷射混凝土的抗压强度得到了提高,在橡胶含量为5%,钢纤维体分数为1%时,其抗压强度最佳。钢纤维—橡胶喷射混凝土应力—应变曲线后延性增加,试件破坏呈明显延性特征且破坏后试件完整度高,破坏后仍有一定强度。

喷射秸秆加筋黄土的强度特性研究

纤维加筋能够改善土体的强度特性,但多适用于便于击实工况,在难于击实复杂工况方面的应用受限。本研究利用高压空气喷射制备秸秆加筋黄土试样,依托直剪试验探究纤维掺量及含水率的变化对加筋黄土强度的影响,获得加筋土在所需工况下的最优工作性能,并利用试验数据建立不同工况下加筋土体的强度预测模型。结果表明:(1)土体抗剪强度随纤维掺量的增加呈现“先升后降”趋势,纤维的加入能够改善土体的破坏模式,增强土体的残余强度及变形能力;(2)含水率变化对加筋土体黏聚力的影响显著,对高纤维掺量加筋土体内摩擦角的影响较大,但在高含水率下加筋土体仍能保持较好的抗剪强度:(3)含水率降低利于发挥纤维对黏聚力及内摩擦角的增强作用,纤维对土体强度的提升率随含水率降低呈现“先降后缓”的趋势;(4)纤维掺量及含水率为抗剪强度重要影响因素,强度预测时应优先考虑含水率的影响。本研究成果对于优化加筋黄土性能、克服纤维加筋土在工程中的应用盲区具有指导意义。

基于静强度分布参数的复合材料剩余强度及寿命预测

为探讨剩余强度及疲劳寿命与初始静强度分布参数之间的关系,构建基于初始静强度分布参数的剩余强度和疲劳寿命计算模型。在模型构建过程中未涉及复合材料结构的层数、铺层厚度和铺层方向,适应性强。模型参数可通过静力试验和剩余强度试验获得,试验成本相对疲劳试验较低。剩余强度和疲劳寿命与初始静强度变异系数及其分布参数有关,当初始静强度服从威布尔分布时,疲劳寿命亦服从威布尔分布,可为开展疲劳可靠性提供借鉴和参考。算例表明,基于建立的模型,剩余强度计算结果最大误差为-1.58%,疲劳寿命与试验数据吻合较好。