单层球面网壳的粘弹性阻尼器减震控制参数分析

通过数值计算方法,分析了粘弹性阻尼器的特征参数对减震效果的影响规律.考虑阻尼器的等效刚度系数不变而等效阻尼系数改变和等效阻尼系数不变而等效刚度系数改变两种情形,并分别选取加速度峰值为70gal和400 gal的El-Centro波、Taft波和天津波作用于无控和受控单层球壳,利用ANSYS进行非线性动力时程分析,得到球壳受控前后的最大节点位移、杆件的最大轴力、最大支座反力以及不同阻尼器参数情形下的减震系数.结果表明:阻尼器参数决定减震效果的好坏;不同地震波作用下的减震规律有所不同;罕遇地震作用下减震效果更明显.

泡沫混凝土抗压强度和导热系数的实验研究

研究了轻质泡沫混凝土在不同密度下的抗压强度和导热性能。结果表明,抗压强度和导热系数均随着干密度的增大而增大;建立了抗压强度和导热系数与干密度的非线性本构关系,可为泡沫混凝土用于建筑保温系统提供理论参考。

具有侨校特色的材料力学实验教学的改革与实践

暨南大学是百年侨校．外招生占学生总数近一半。由于教育背景不同，特别是数理基础不同，且内、外招生同堂上课．加之材料力学实验课的概念多，导致教学难以兼顾。针对以上特点，结合教学实践，对材料力学实验教学进行了改革与探索．并总结了改革效果。

工程结构损伤识别的一种方法

研究一种用于工程结构损伤识别的方法。从损伤结构的残余力方程出发,引入结构刚度矩阵的分解表达式,得出一种判断结构损伤位置和求解结构损伤程度的计算方法。分析所提方法优于最小范数方法和最小秩方法的几个特点。最后用一个10层的剪切结构模型对所提方法进行验证,并将计算结果与最小范数解及最小秩解进行比较。

基于挠度控制的大跨度PC梁式桥支座主动沉降法的探索

为解决大跨PC梁桥下挠问题,该文首次提出在施工阶段应用主动沉降法。对双肢薄壁墩、单肢薄壁墩刚构桥和连续梁桥边支座下沉的力学原理进行剖析,重点考察对主梁和主墩的受力影响,提出了边支座沉降量的控制原则,并通过实例进行分析说明。因边跨支点反力小易实施,主动沉降法能很好地应用于大跨PC梁桥并对跨中下挠有着很好的控制效果,沉降工况对主梁弯矩、剪力影响较小,对刚构桥主墩不利弯矩有一定增加,但量级不大。

面向新型电力系统汽轮机高压转子蠕变/疲劳寿命损耗研究

针对火电机组深度调峰变工况过程中蒸汽温度大幅变化,引起机组部分结构热应力大幅增加,结构加速损坏,安全事故频发的问题,以300 MW汽轮机调节级转子为对象,利用Ansys软件对叶片热应力、气动力和离心力进行分析。首先对叶根部位开展结构优化,大幅消除常规计算普遍存在的不合理局部应力集中现象;然后研究揭示了火电机组深度调峰过程稳态和瞬态等不同情况下调节级温度场、应力场的分布规律及其对机组安全性能的影响特性。研究结果表明:稳态工况不同喷嘴组温差50℃时,最大等效应力升高约24%;瞬态工况升负荷速率5%THA/min比2%THA/min引起转子低周疲劳损伤提升约3倍;相较于稳态工况,每天增加一次速率2%THA/min从半负荷到满负荷的升负荷过程,综合损伤提升38%左右。

超低负荷工况下汽轮机末级运行特性及其优化机制探索

构建以新能源为主体的新型电力系统,对燃煤发电机组深度调峰和超低负荷运行提出了越来越严苛的要求,进而对汽轮机组低负荷安全运行提出了越来越严峻的挑战。采用数值模拟方法,基于低负荷工况下汽轮机末级运行性能的深入分析,着重研究探索了不同解决方案在超低负荷工况下的工作机理与优化效果。研究发现,当机组从中低负荷下降到超低负荷时,末级叶片附近出现间隙涡、回流涡和分离涡等涡群,其范围随着负荷的减小逐渐扩大。低负荷工况降低机组背压和低压缸切缸运行是弱化汽轮机涡流、提高末级性能的有效途径,二者结合使用效果更佳。例如,在20%热耗率验收(THA)工况条件下,将背压从4.9 k Pa降低到2.5 k Pa,使得末级涡群影响范围明显减小,转子叶片转矩从–38 N·m增加到73N·m,末级运行性能明显改善。在10%THA工况下,采用降低背压和低压缸切缸相结合可使叶顶间隙涡完全消失,回流涡和分离涡的径向长度都减小50%以上;优化后的动叶转矩增加了约130 N·m,末级运行性能改善效果显著。

基于混合PSO算法和损伤概率均值的两阶段梁式结构损伤识别

受算法随机参数和测量噪声等因素的影响,基于群智能算法的结构损伤识别法容易出现单次识别误差大和多次识别波动大的问题。针对该问题,本文基于混合PSO算法和损伤概率均值提出一种两阶段梁式结构损伤识别方法。定义了包括单元容许损伤值αcr和临界概率pc的损伤有效原则,以计算损伤概率均值。第一阶段,对混合PSO算法的多次识别结果分批计算一阶段损伤概率均值,第二阶段,在此基础计算两阶段损伤概率均值。本文方法能够有效地提高高噪声水平影响下的结构损伤识别精度。简支梁和两跨连续梁的损伤工况试验研究表明,该算法能够有效地应用于不同结构和不同工况的结构损伤识别,在减少损伤误判的同时保证损伤单元的识别精度。

滑带土强度特性的试验研究

滑带土的强度特性对于边坡稳定具有重要的控制作用,揭示滑带土强度指标的变化规律是进行边坡安全性评估的基本前提。针对一库岸古滑坡滑动带中的含粗粒细粒土,进行了滑带土强度特性的试验研究:通过现场大剪试验和室内固结快剪试验分析了滑带土的剪切性状,确定了再生强度、现场折减强度和固结快剪强度;根据现行反复剪切试验在确定含粗粒细粒土残余强度时的不足,对试验方法和试验仪器进行了改进,提出了滑带土的残余强度指标,并与其他剪切条件下的强度指标进行了比较;基于试验结果的统计分析,探讨了土体含水率、塑性指数及粗粒含量对剪切强度指标的影响,并总结了含粗粒细粒土与一般黏性土或砂土在剪切性状方面的诸多不同。

盾构施工地面沉降预测的大数据技术应用研究

盾构掘进引起的地面沉陷常会危及到施工安全和周围环境,如何有效预测地面沉降是减少事故发生的迫切要求。在综合国内外研究成果的基础上,提出应用大数据技术对盾构施工引起的地面沉降进行分析预测,阐述其必要性和创新性。基于盾构施工技术和大数据分析法的特点,应用关联分析法,以探索地层条件、主要掘进参数与地面沉降量之间的关联规则和预测模型为目标,拟定地面沉降分析预测的研究步骤。通过工程实例试算,说明应用大数据技术的可行性和合理性,为盾构施工引起地面沉降分析开辟新的途径。

河流冲刷作用下人工堤岸稳定性研究

针对河流冲刷造成堤岸坡脚及坡面缺损的情况建立了将冲刷预测和边坡稳定分析相结合的耦合分析方法。首先基于实测资料建立人工神经网络预测模型,对冲刷作用下堤岸及河床的变形进行预测分析,以获得堤岸坡脚被冲刷后的几何形态,然后在此基础上对边坡进行稳定分析和应力-应变分析,得出被冲刷后的边坡的整体稳定评价和变形特征。通过北江大堤某河段典型断面的计算,验证了所建立的模型和所采用的方法的有效性,对于人工堤防的运行管理具有理论意义和重要的实用价值。

复杂结构移动载荷识别的有限元法

在正交域中运用有限元分析技术,将任意复杂结构上移动载荷的识别转化为正交多项式拟合系数的识别,由响应和激励之间的线性关系识别出拟合系数。该方法适用任意边界条件的复杂模型,且能识别速度变化的移动载荷。文中讨论了连续载荷在有限元节点上的等效问题,通过仿真和实验验证该方法简单、有效、抗噪性较好,适用于复杂的工程结构。

光学相干层析图像的处理研究

提出一种基于各向异性扩散算法Catté腜偷耐枷翊砀慕椒?通过对阈值k的修改以控制扩散强度,可实现在平滑光学相干层析图像的同时保护图像的边缘特征.对不同样品的光学相干层析图像处理.实验结果表明,改进后的算法更有利于噪音的滤除和边缘特征信息的保护.

滑带土环剪剪切面的微观观测与分析

滑带土的残余强度一直是边坡工程研究的重点。由于剪切面微观结构在剪切前后的变化与宏观的土体强度存在必然的联系,所以针对一古滑坡滑动带的含砂黏土进行环剪试验,采用电镜扫描技术分析剪切前后微观结构的变化,探讨微观结构与土体宏观力学特征的关系。研究表明,含砂黏土的强度特征不同于一般黏性土,没有明显应变软化特性,粗粒含量对峰后强度有比较明显的影响。剪切过程会导致颗粒出现明显的定向性排列,微观结构发生改变,出现颗粒破碎、孔隙率提高,颗粒形状变狭长的现象,这与滑带土的宏观强度变化有密切的关系。另外,通过周长–面积法对剪切面颗粒形态的分形研究,发现剪切面土颗粒微观形态具有明显的分形特征,分形维数与滑带土的残余强度指标呈线性负相关关系。

基于筋–土界面摩擦特性的加筋边坡分析

土工合成材料被广泛应用于提高边坡稳定性,筋–土界面的摩擦特性对于加筋边坡的稳定分析具有重要意义。针对广东汕头一个围海工程的加筋海堤进行了分析,通过室内试验和理论分析,研究了筋材和吹填砂的界面摩擦特性,探讨了加筋机理,并通过数值计算对软基上加筋海堤进行了自重作用下的整体稳定和变形分析。试验结果表明,吹填砂的密度对筋–土界面摩擦特性有很明显的影响,筋–土界面的剪应力–剪切位移关系呈应变硬化特征,表明加筋材料对于软基上边坡稳定起到重要作用。加筋边坡的整体稳定分析表明,筋材铺设方式对于边坡稳定性有直接影响,多层加筋对堤坝整体稳定性的提高并不是单层加筋的简单叠加。基于圆弧滑动的分析方法得到的安全系数可能偏小,基于强度折减法的整体分析方法对于界面摩擦的考虑更加合理。有限元分析还揭示,加筋对堤坝变形特性的影响主要体现在对侧向位移的约束。

拱结构模态测试中传感器优化配置

将有效独立法(EFI)和有效独立-驱动点残值法(EFI-DPR)应用到拱结构的模态分析传感器优化布置中,通过与传统的均分法(ED)进行数值和试验比较,找出传感器优化布置的有效方法和合理方案。首先利用Ansys有限元软件进行拱结构模态分析的数值模拟,分别用3种方法对其进行传感器优化布置;然后分别用均方差最小准则和模态保证准则对其优化结果进行验证和比较,找出最适合的优化方法;最后结合拱结构模态试验,提出了传感器优化布置方案。结果表明,在拱结构模态试验中,ED法具有一定的合理性,但其随机性较大。EFI法克服了这一缺点,且随着传感器数目的改变,其均方差呈规律性变化,为确定传感器优化数目提供了依据,其优化效果优于其他两种方法。

复合材料层合板壳非线性力学的研究进展

复合材料层合板壳是由多种组分材料组合而成.与单一材料的板壳结构相比,它无明确的材料主方向,各层间材料间断和不连续,具有明显的几何非线性和材料非线性等新的特点.其失效模式也远比单一材料的情况复杂,具有如基体开裂、脱胶、分层、分层裂纹偏转、多分层以及分层传播等多种模式.各国学者基于不同的考虑,提出了多种方法研究复合材料层合板壳的失效.首先,在简要介绍了层合板壳线性力学基本理论的基础上,重点回顾了层合板壳结构非线性力学几种基本理论发展的过程,主要阐述了经典大挠度非线性理论、一阶剪切变形理论、高阶剪切变形理论、锯齿理论、广义分层理论的理论体系及基本公式,并对几种理论之间的联系和差异进行了总结;其次,介绍了当前层合结构非线性领域的研究进展,综述了典型复合材料板壳结构的失效机理及优化设计、复合材料板壳结构在复杂环境下的破坏机理、复合材料板壳结构的物理非线性、含脱层纤维增强复合材料板壳结构的破坏机理等各研究热点的最新研究成果;最后,对该领域未来的研究方向进行了展望.

基于时间序列分析与高阶统计矩的结构损伤检测

基于时间序列分析,提出一种有效检测结构非线性损伤的方法.在分析基于AR模型残差均方差指标的基础上,指出传统方法存在损伤信息泄漏的缺陷,特别是对于非线性损伤检测.为提高传统方法损伤检测结果的可靠性,提出采用残差的高阶统计矩———偏度和峰度作为传统指标的补充,提出了3个指标的算术平均和几何平均共6种综合指标,并应用模糊聚类分析实现结构损伤检测.利用考虑了环境因素影响的三层建筑结构模型的非线性损伤实验数据验证了提出的方法.研究表明,6种综合指标对非线性损伤检测的可靠性均高于传统方法,其中以均方差和峰度的几何平均指标检测效果最佳.

弹性元件国内外理论发展概况

在变形不大的情况下,各种弹性元件的弹性特性基本符合虎克定律,其载荷与位移之间具有一定的函数关系。利用这种特性,弹性元件能将一些难以直接测量的物理量转换成便于测量的参量。文中介绍了弹性元件的研究进展,重点综述了平膜片、跳跃膜片、波纹膜片及波纹管的非线性弯曲、振动和稳定性研究方法及方法比较。

土工织物与吹填土界面作用特性试验研究

筋-土界面强度参数是加筋结构设计和稳定分析的关键技术指标。拉拔试验能较好模拟现场加筋行为而得到广泛的应用。基于拉拔和直剪试验研究了拉拔(剪切)速率对筋-土界面特性和吹填砂强度特性的影响规律及机制,同时探讨了不同填料界面、筋材类型的加筋效果。结果表明:随着拉拔(剪切)速率的增大,吹填砂-筋材-吹填砂界面的抗剪强度下降明显,而软土-筋材-吹填砂界面以及砂本身强度则变化不大。从强度指标来看,拉拔速率增大,筋-砂界面强度的降低主要表现为似黏聚力的降低,筋-软土界面抗剪强度的增加表现为内摩擦角增大,剪切速率对吹填砂则基本无影响。筋-土界面特性受拉拔速率和正应力的共同影响,与筋材类型和填料特性有关。筋-土界面内摩擦角小于填料摩擦角,但在一定正应力下低速剪切时(如<0.53 mm/min)可获得高于填料的抗剪强度。宜根据似黏聚力大小合理选择摩擦参数进行加筋结构的设计与评价。