我国河道采砂许可方式演变分析研究

河道采砂事关河道保护、生态环境以及公共安全,是河湖管理的重点和难点。文中分析了我国采砂许可方式的演变情况及变化原因,并以湖南省为例阐述了采砂许可方式的变化过程。多年来的管理实践证明,通过招标、拍卖、挂牌等公开出让方式进行采砂许可的管理模式已经不能适应社会发展及环境保护的需要,而政府主导的统一管理采砂许可方式能够有效解决采砂管理中面临的困境和问题,这种许可方式的变化是内因和外因共同作用下的必然结果。

考虑应变率效应的混凝土单轴压缩统计损伤本构模型

基于统计损伤理论,建立考虑应变率效应的混凝土单轴压缩统计损伤本构模型。考虑细观断裂和屈服两类损伤模式,将临界状态作为均匀损伤阶段向局部破坏阶段过渡的转折点,且滞后于峰值应力状态。在动态荷载作用下,混凝土内部细观结构的力学性能发生变化,同时微裂纹的扩展形态、路径和和数量较准静态发生显著改变,进而改变了两类细观损伤模式的演化过程,可由5个特征参数来表征。开展混凝土单轴压缩动态力学性能试验,获得了10^(-5)~10^(-2)/s应变率范围内的应力‑应变曲线。利用6组试验数据对模型进行验证,结果表明:模型预测曲线与试验曲线吻合良好,表征细观损伤机制的特征参数随着应变率的提高显示出明显的规律性。该模型可以较好地描述混凝土的动态力学行为,在应变率效应机理、细观损伤机制、宏观非线性本构行为之间建立起有效的联系。

考虑冻融劣化效应的混凝土单轴压缩统计损伤模型

该文建立了考虑冻融劣化效应的混凝土单轴压缩统计损伤本构模型,将整个压缩过程分为均匀损伤和局部破坏两个阶段,考虑细观屈服和断裂两种损伤模式。在冻融环境下,混凝土内部孔隙结构形态和微结构的力学特征会产生显著的变化,可由初始弹性模量E反映;在进一步承受压缩荷载过程中,微结构内部微裂纹萌生/扩展的形态、路径和数量也会由于初始冻融劣化的影响发生相应的改变,可由损伤参数εa、εh、εb和H表征。假设不同冻融循环次数情况下,混凝土微结构力学性能和细观损伤过程的演变趋势服从某种规律性,将上述5个特征参数定义为冻融循环次数N的函数。为验证模型的合理性,该文开展了混凝土单轴压缩试验,获得冻融循环次数N为0次~150次时对应的单轴压缩应力-应变全曲线,同时分析了文献中的5组试验数据。结果表明:预测曲线与试验曲线吻合较好,模型中的特征参数随着冻融循环次数的增加表现出明显的规律性。该模型为冻融环境下混凝土损伤机制分析和预测提供了有效工具。

大型风电机组变桨距ABC-PID控制研究

基于人工蜂群(ABC)算法对大型风电机组的变桨距控制器参数进行优化研究(ABC-PID)。将待优化的PID控制器参数看作蜜源,通过风轮转速误差和超调惩罚项设计适应度函数,利用蜂群觅食行为智能搜索出最优参数组合。运用FAST与Matlab/Simulink联合仿真,结果表明:与PI控制相比,ABC-PID控制能够有效降低输出功率和风轮转速的波动,可提高恒功率控制精度,并能同时减少传动链疲劳荷载和机组结构反应,增加风电机组的使用寿命。

再生混凝土的单轴压缩动态力学性能

利用再生粗骨料取代天然粗骨料制备再生混凝土,开展了单轴受压动态力学性能试验,研究了应变速率、再生骨料取代率对再生混凝土应力-应变曲线特征、弹性模量、抗压强度和峰值应变的影响.利用统计损伤模型分析了再生混凝土的细观损伤演化规律.结果表明:不同应变速率下再生混凝土的单轴压缩应力-应变全曲线具有相似性,随着应变速率的提高,其抗压强度、弹性模量呈增大趋势,峰值应变则逐渐减小;当取代率为100%时,再生混凝土表现出更显著的应变速率敏感特性;随着应变速率的提高,表征细观损伤非均质演化过程的特征参数呈现出明显规律性的变化,与微结构应变率效应机理、宏观非线性本构行为之间表现出良好的一致性.

基于统计损伤理论的混凝土应力-应变行为

基于统计损伤理论,从有效应力的角度阐述了混凝土损伤演化累积诱致灾变的整个过程,分析了细观损伤机制与宏观力学行为之间的内在联系;建立了考虑强度等级影响的混凝土单轴拉伸、压缩统计损伤模型,该模型考虑断裂和屈服2种细观损伤模式,分别与微结构的“劣化”和“强化”机制相对应;同时区分峰值名义应力状态和临界状态,并将临界状态作为损伤局部化的前兆.结果表明:所建立的模型能够预测不同强度等级(C20~C80)混凝土的单轴拉伸、压缩宏观应力应变行为,并能够反映强度等级对混凝土细观损伤演化过程的影响规律;随着强度等级的提高,表征细观断裂和屈服损伤演化过程的特征参数展现出明显规律性的变化趋势;细观损伤机制最终决定了混凝土宏观非线性的应力应变行为,屈服损伤模式在整个过程中起决定性作用.

冻融环境下再生混凝土应力应变关系试验研究

通过对经历不同冻融循环次数(N=0、25、50、75、100、125、150)的再生混凝土立方体试块进行单轴受压试验,研究了冻融循环次数对再生混凝土应力应变全曲线的的影响,揭示了冻融循环次数对再生混凝土峰值应力、峰值应变和弹性模量的影响规律.试验结果表明,随着冻融循环次数的增加,再生混凝土峰值应力和弹性模量呈现减小趋势,峰值应变逐渐增大,应力-应变曲线趋于扁平.在此基础上建立了考虑冻融循环次数的再生混凝土单轴受压本构模型及参数的数学表达式,特征参数呈现出明显的规律性变化,试验结果对再生混凝土的应用和研究有一定参考价值。

Study on LQR control algorithm using superelement model

The conventional linear quadratic regulator(LQR) control algorithm is one of the most popular active control algorithms.One important issue for LQR control algorithm is the reduction of structure's degrees of freedom(DOF). In this work, an LQR control algorithm with superelement model is intended to solve this issue leading to the fact that LQR control algorithm can be used in large finite element(FE) model for structure. In proposed model, the Craig-Bampton(C-B) method, which is one of the component mode syntheses(CMS), is used to establish superelement modeling to reduce structure's DOF and applied to LQR control algorithm to calculate Kalman gain matrix and obtain control forces. And then, the control forces are applied to original structure to simulate the responses of structure by vibration control. And some examples are given. The results show the computational efficiency of proposed model using synthesized models is higher than that of the classical method of LQR control when the DOF of structure is large. And the accuracy of proposed model is well. Meanwhile, the results show that the proposed control has more effects of vibration absorption on the ground structures than underground structures.

预应力岩体锚固基础力学性能试验研究

根据模型相似准则,采用低强度混凝土模拟中风化泥砂岩,制作预应力岩体锚固基础缩尺模型,进行疲劳试验和抗拔试验研究。试验对无差别模型分别施加不同的预应力和循环荷载,通过采集锚杆应变,并根据材料试验数据,分析锚杆受力和界面损伤情况。研究发现:在低应力水平循环荷载作用下,预应力岩体锚固基础具有较高的抗疲劳性能,模型循环加载400万次后虽未发生破坏,但不同锚杆间界面疲劳损伤不均,受力响应出现分化。锚杆应变减小主要发生在加载的最初阶段,在循环荷载作用下,锚杆应变呈线性减小,初始预应力越大,减小量越大,增加振幅和频率,锚杆应变减小量有增大趋势。经过400万次循环荷载锚杆极限抗拔承载力降低,且初始应力越大,降低幅度越明显。

预应力锚杆基础非线性抗拔承载力研究

预应力锚杆基础的抗拔承载力是结构安全的重要保证。以风力发电机预应力锚杆基础为研究对象,通过ABAQUS进行抗拔承载力非线性有限元分析。根据锚杆受力特点,建立包含岩体、砂浆、锚杆和混凝土的单根锚杆有限元模型。研究了三种不同黏聚力和内摩擦角工况下预应力锚杆基础的抗拔承载力;并通过与相同工况下不包含混凝土的模型计算结果对比,得出预应力锚杆基础具有更高的抗拔承载力。

变压器定位结构的破坏形式试验与分析

以不同型号的变压器定位结构为研究对象,通过原型破坏性试验分析变压器定位结构的破坏形式,并与实际海上运输事故的破坏结果相对比。在此基础上,采用有限元模型进行仿真分析,定量地得出不同型号定位结构的极限承载力。结果表明:不同尺寸的定位结构的破坏形式是一致的。树脂发生破碎,钢碗结构是由于应变过大无法取得较好的保护作用,致使木碗被剪断,结构完全破坏。这些分析可成功地模拟定位结构的破坏过程,为大型变压器定位结构的优化设计及运输安全提供参考依据。