土木工程施工课程思政教学探索与实践

在深刻了解课程思政内涵、工科专业课程思政要素及其实施路径的基础上,结合土木工程专业特点和培养目标,提出土木工程施工课程5个思政教学目标。根据教学内容设计了各类课程思政元素融入点及其对应的知识或能力目标,将价值引领、知识传授、能力培养三个目标融为一体,从教学团队建设、课程思政元素发掘、教学方式创新和课程学习评价体系改进四个方面为课程思政教学目标的落实提出了保障措施。

基于独立分量分析的多源动态载荷识别方法

提出了基于独立分量分析的多源动态载荷识别方法,解决了在结构系统未知的情况下载荷波形的识别问题.该方法基于结构在多源动态载荷作用下,其响应是载荷与对应的结构脉冲响应卷积的原理,并假设载荷源相互统计独立.与既有的载荷识别方法相比,该识别方法特点表现在:结构质量,刚度及阻尼等信息可以完全未知,但以实际载荷间的独立性为优化目标;用互信息来度量识别载荷间的独立性,通过梯度下降算法取消识别载荷间的各阶相关性,使识别载荷间基本满足相互独立;从波形的角度来进行载荷识别.通过数值仿真表明:该方法对测点,噪声,不同载荷形式及不同结构有较好的鲁棒性;识别载荷与实际载荷在归一化条件下,识别载荷与实际载荷相关性系数约为1.

提升中专学校思想政治教学效果的有效方法

中等专业学校阶段是学生人格形成与道德品质培养的关键时期。思想政治教育作为中专教育的重要组成部分,对于培养学生良好的品德修养、正确的价值观和健康的心理素质具有重要意义。然而,当前社会多元化的价值观念和信息爆炸式的传播环境给中专思想政治教育带来了一定挑战。因此,本文探讨提升中专思想政治教学效果的有效方法,通过深入研究教学策略、活动设计以及评估方式,为教师提供指导,促进中专学生的全面发展和道德素质的提升。

基于全量补偿算法的结构损伤识别

频率和振型是反应结构动力特性的主要模态参数,文中对损伤结构的频率和振型进行了研究。通过实测损伤结构的频率和振型,利用矩阵理论修正理论有限元模型,使之与实测损伤结构的频率和振型一致;将修正的理论有限元模型表达成单元刚度矩阵与损伤因子的线性组合,把损伤识别问题转化为组合系数的识别问题。给定损伤因子的合理取值范围,用优化方法求解损伤因子。通过对十跨桁架结构的数值仿真,仅用结构的前5阶频率和振型就能很好的识别结构的损伤,且该方法不需要对实测振型进行归一化处理,具有较强的实用性。

大跨度提篮拱桥动力特性参数分析

动力特性是影响桥梁结构安全的重要因素。为研究大跨度提篮拱桥的动力特性,以菜园坝长江大桥为工程背景,基于Midas civil 2012建立了主桥有限元模型,利用子空间迭代法计算了主桥的动力特性;通过脉动试验进一步对有限元模型进行了确认。在确认后的有限元模型基础上,研究了包括矢跨比、内倾角、拱肋刚度等主拱结构参数对动力特性的影响。结果表明:桥梁模态呈低频、密集分布特点,模态耦合程度高;矢跨比对结构竖向振动频率影响较大;拱肋内倾角对横向振动频率影响明显;拱肋刚度的提高会导致竖向横向振动频率的小幅增加。研究结果可为同类型桥梁动力设计和安全评估提供参考。

基于修正形函数的Euler-Bernoulli开口裂纹梁单元刚度矩阵

带裂纹参数的单元刚度矩阵是裂纹构件动力计算及裂纹损伤识别的基础。现有研究主要通过裂纹梁截面变化表征裂纹对单元刚度的影响,而裂纹主要影响单元的应力应变分布。针对两结点四自由度Euler-Bernoulli开口裂纹梁单元,在三次形函数基础上,采用阶跃函数考虑裂纹的影响,叠加线性函数对三次形函数进行修正,提出含裂纹参数的新形函数,再结合虚位移原理得到Euler-Bernoulli裂纹梁单元刚度矩阵。仿真算例表明:裂纹深度比小于0.5时,用形函数计算的挠度值与有限元结果比较,相对误差最大为1.714%,用裂纹梁单元刚度矩阵计算的一阶固有频率误差最大为0.936%。新的形函数能准确描述裂纹单元应力应变分布,裂纹梁单元刚度矩阵能用于结构静动力分析,为考虑裂纹对单元刚度的影响提供了新的研究思路。

状态空间虚功原理的动荷载识别方法

提出一种在状态空间中用虚功原理识别结构外荷载的荷载识别方法。首先,将结构运动方程用状态方程表示,降低方程的阶数;其次,用虚功原理将状态方程转化为等效积分方程;然后,对等效积分方程采用分部积分,减少方程中结构响应类型,同时,对结构响应的求导转换到对已知的虚位移函数求导;最后,用移动最小二乘法将结构位移响应、速度响应及外荷载进行参数化表达,荷载识别问题转化为待识别参数的求解,微分方程反问题转换为代数方程的求解。通过数值仿真表明:采用结构位移响应,且采集的位移响应数量不少于待识别荷载数,信号信噪比不低于30的条件下,该方法对三角波荷载、谐波荷载及随机动荷载均能准确识别。

高层住宅电梯主机诱发的二次噪声实测与数值模拟研究

以武汉某高层住宅为研究对象进行了现场实测和数值模拟,同时针对高层电梯主机结构复杂,振源多样的问题,提出了一种基于加速度响应的荷载识别方法来识别电梯主机动荷载。结果表明:业主居室间二次噪声在100~160 Hz内皆超过瑞典低频噪声限值;该研究提出的荷载识别方法可以准确地识别电梯主机动荷载;高层住宅有限元模型和声辐射边界元模型相结合可以较好地模拟业主居室间振动和二次噪声。

基于幂次趋近率的机械手滑模控制系统

为实现对机械手的快速高精度跟踪,采用滑模变结构控制算法对机械手进行控制。针对机械手在趋近滑模面的过程中所存在的抖震问题,在基于模糊补偿的鲁棒自适应控制的基础上,设计了一种基于趋近率的自适应模糊滑模机械手控制系统,使得系统能更快的趋近滑模面,削弱系统抖震现象。基于Matlab/Simulink仿真平台上搭建了机械手控制系统,仿真结果表明,加入趋近率能加快系统趋近滑模面,提高了系统的稳定性和跟踪性能。

基于微分器的移动轮式机器人滑模变结构控制

移动机器人具有非线性、强耦合等特点,因此在轨迹跟踪控制中很难取得理想的控制效果。根据对移动机器人运动学方程的分析,提出一种基于微分器的滑模变结构控制轮式机器人的轨迹跟踪方法。结合双闭环系统,通过内环系统快速跟踪外环系统控制的稳定性,引入微分器对输入信号进行处理,能够有效消除系统的噪声干扰,从而使系统在滑模面获得更好的鲁棒性,具有较快的跟踪性能。仿真结果显示,该算法动态性能良好,即使在有噪声干扰的情况下也能够实现较好的轨迹跟踪效果,提高了轮式机器人的控制效果。

回转式振动控制装置参数优化设计

针对直线AMD行程受限的问题,引入“旋转”的概念,结合直线电磁AMD驱动方式,提出了电磁驱动的回转式振动控制装置(RVCD)。RVCD利用质量块在轨道上做回转运动为结构提供主动控制力,从而减小土木工程结构在服役过程中受到外界干扰时的振动响应。由拉格朗日方程,建立了结构和装置耦合系统的力学模型,通过无量纲化处理以及全局坐标变换,将其转化为一种简化的级联规范型系统,采用滑模控制算法设计了该非线性系统的控制器。通过仿真,验证了结构RVCD控制系统在参数存在不确定性和受到外界干扰时良好的控制效果和鲁棒性。同时仿真结果表明,该控制器的减振效果对装置物理参数的改变具有不敏感性,并能够有效解决直线AMD的行程问题。最后,针对滑模控制算法中多参数的取值问题,从AMD做负功的角度构造了目标函数,提出了一种基于粒子群算法的优化方法。优化后结果表明,RVCD能够有效承担输入到结构的能量,从而减轻结构自身的地震响应。

双向带肋复合墙板抗弯性能数值分析

针对目前混凝土复合墙板的研究一直局限于单向板,对双向板抗弯性能的研究尚不明确的现状,提出一种新型双向带肋复合墙板。为研究该类墙板的抗弯性能,采用ABAQUS软件建立其数值分析模型,通过对比分析,验证了有限元分析模型参数选取的有效性。在此基础上,分析了在简化均布荷载作用下四边简支双向带肋复合墙板本身的受力变形及裂缝开展情况。同时,研究该类墙板的肋条高度、肋条形状等参数变化对其抗弯性能的影响。结果表明:四边简支承受简化均布荷载的双向带肋复合墙板的裂缝开展模式与普通钢筋混凝土双向板类似;双向带肋复合墙板的抗弯承载力较传统复合墙板虽有所降低,但抗弯承载力降幅明显低于质量降幅,该墙板具有较好的减重效果。

基于支持向量机预测面外均布荷载下砌体墙板的破坏荷载

利用试验墙板的破坏模式实测记录,建立了在面外横向均布荷载作用下由破坏模式预测破坏荷载的支持向量机模型.借鉴灰度共生矩阵产生的原理,在不同尺寸的墙板破坏实测记录与维数固定的广义墙板破坏模式之间建立了对应,把归一化后的破坏荷载作为训练样本及检测样本的输出数据,算例表明方法是可行的,为研究砌体墙板的破坏荷载问题提供了一种新的思路.

基于虚功原理的移动荷载识别积分方程法

移动荷载识别是桥梁结构健康监测的关键研究内容,基于运动微分方程的荷载识别算法在求解稳定性及噪声鲁棒性上需进一步改进。建立模态运动方程并运用虚功原理得到等效积分方程,将结构响应用勒让德多项式进行参数化表达,结合分部积分法将积分方程转化为代数方程求解。研究多种荷载形式在不同噪声工况下的相关参数对识别精度的影响,通过数值仿真验证了所提方法的有效性。该方法丰富了移动荷载识别的理论研究,对于桥梁荷载在线识别具有工程实用价值。

基于随机响应面法的隔震桥梁抗震可靠性分析

利用ANSYS建立考虑桩土相互作用的隔震桥梁模型,假定场地土地基系数的比例系数m的取值具有随机性,运用基于正交多项式的随机响应面法对该类桥梁进行了抗震可靠性计算和分析。计算结果表明,桩基础中各层土性参数m的取值范围和方式对隔震简支梁桥的抗震可靠性有较大影响,在桥梁抗震设计中需得到高度重视。同时,计算结果也表明该桥的抗震设计满足规范要求。