层间积水对无砟轨道内孔隙水饱和度影响研究

无砟轨道的耐久性与内部水分含量直接相关,但其孔隙水饱和度分布特性暂不明确。为了分析CRTSⅡ型板式无砟轨道内孔隙水饱和度,首先通过吸水试验测定CA砂浆的吸水率。然后建立无砟轨道内饱和度计算模型,设计的“稳态+瞬态”两步计算流程解决了瞬态饱和度分析时的初始条件,并进一步分析了环境湿度、层间积水形式及吸水时间等因素对饱和度的影响。结果表明:砂浆的有效孔隙率为4.21%,吸水率为1.2255×10^(-11) m ^(2)/s。无水时,无砟轨道内形成的平衡饱和度沿深度方向近似服从三线性分布规律,其中砂浆层内饱和度年度差最高为6.52%。当砂浆层下存在单裂缝积水下,砂浆层内饱和度沿厚度分布将由线性向二次多项式转变。经过7 d的毛细吸水,砂浆层平均饱和度增幅为37.6%,轨道板底层钢筋处的饱和度提升至70%,而裂缝前缘受影响深度约为0.4 m。当砂浆层上下存在双裂缝积水下,积水区砂浆层的饱和度在1.5 d时可达到100%的饱和状态。

以立德树人为核心的高校研究生导师队伍建设与实践

新时代党和国家对研究生导师队伍建设提出了更加明确的要求,研究生教育作为我国高等教育的重要组成部分,导师是研究生成长成才的引路人,导师队伍的整体素质对提高研究生培养质量起着关键作用。文章探讨了研究生导师立德树人教育的重要性,分析了当前导师队伍建设过程中存在的问题,最后提出了加强导师队伍建设的对策,以期逐步完善导师队伍建设并使之制度化与长效化。

Python在扭转内力教学中的应用研究

扭转内力是材料力学的一项重要内容,扭矩图是扭转内力的直观展现,并且是检验学生学习效果的一个重要手段。编制绘制扭矩图的程序,提供了深入理解扭转内力的另一种方式,也提供了一个编程实践的机会。文章详细介绍了利用Python制作交互式扭矩图绘制程序,加深了学生对利用Python绘制图形和编制程序的理解,丰富了学生的信息技术知识,也加深了学生对扭转内力和扭矩图的理解,进一步增强了学生对材料力学课程的兴趣和信心。

覆冰输电塔线体系风振响应数值模拟

输电塔线体系对风作用敏感,在冻雨区要考虑风和覆冰的共同作用.以常用输电塔5A-ZBC2为基础,综合已有资料,建立了输电塔线体系的覆冰模型.应用随机风振响应分析方法,分析了不同覆冰厚度和不同风速下的输电塔线体系的风振反应.结果表明:风速越大,随着覆冰厚度增加,塔顶位移最大值增大速度加快,脉动风作用效应明显;在较低风速下,随着覆冰厚度的增加,不平衡张力增大很不明显,而在较高风速下,随着覆冰厚度的增加,不平衡张力增加迅速;不均匀覆冰是导致输电线路不平衡张力迅速增加的主要原因;我国电力行业标准中关于纵向不平衡张力的取值偏于不安全,考虑覆冰和风荷载共同作用时应提高断线工况下不平衡张力设计值.

地震动多点激励下输电塔线的反应分析

以5A-ZM2塔为基础建立输电塔线体系有限元模型,以考虑行波效应、部分相干效应和局部场地效应的人工合成地震动为输入,得到输电塔线体系在多点激励作用下的塔顶加速度时程曲线、塔顶位移时程曲线、主材单元内力时程曲线、斜材单元内力时程曲线,并与相应的一致激励作用下的地震反应结果进行比较。结果表明,仅考虑行波效应时,多点激励会比较明显的放大输电塔线体系的地震反应,对结构不利;考虑部分相干效应和局部场地效应时,多点激励可能放大,也可能减小输电塔线体系的地震反应,但其影响程度远小于行波效应;综合考虑行波效应、部分相干效应和局部场地效应时,多点激励会对输电塔线体系地震反应造成较大影响,且这些影响对结构不利。

自然对流对方腔内相变石蜡熔化蓄热的影响

相对于传统材料,基于潜热储能的相变材料具有更高的储热效率。为了研究方腔内相变材料的蓄热机理,基于Boussinesq假设修正满足于相变过程的动量方程,并建立底边加热下相变材料熔化蓄热的流-固-热三场耦合计算模型。采用有机相变石蜡材料,开展底部恒定温度下的石蜡熔化蓄热试验,验证计算模型的正确性。结果表明:整个相变石蜡熔化过程是由热传导和自然对流传热两者共同主导的。在熔化初期,熔化前缘基本与加热面平行,热量传输主要由热传导提供。当液相层厚度大于2 mm后,自然对流传热效应逐渐被激活,加速熔化速率,并形成不规则的融化前缘。根据熔化前缘与液相流动特征,可将整个熔化过程分为热传导、稳定增长、过渡及紊流4个阶段。此外,液相自然对流传热对相变石蜡的熔化蓄热效率提升存在显著的尺寸效应,并随方腔尺寸增加而加剧。当方腔尺寸小于2 mm时,自然对流的提升效率不足1%,此时可忽略不计。

不等高输电塔线体系风致动力响应分析

以山区常用输电塔5A-ZBC2为基础,建立了山区的不等高输电塔线体系。考虑到高差的不断变化以及不同方向攻角风荷载的作用,运用随机模拟风振分析方法对其进行了分析。结果表明,位于山顶的输电塔顶位移均值最大;位于山坡的次之;而位于山底的最小。而对不平衡张力来说,位于山坡的塔所受的不平衡张力最大;位于山顶的塔次之;位于山底的塔最小。随着高差的增大,塔顶位移和不平衡张力增大。塔顶位移主要受导线风荷载影响,而塔顶速度和加速度与塔的一阶振型有关,导线振动与荷载激励相关。

有限单元法在弯曲内力和弯曲应力教学中的应用

材料力学课程是工科专业的一门重要专业基础课程,力学概念比较多,有些内容较为抽象,学生在学习的时候有一定的畏难情绪。在课堂教学中引入有限单元法,可以提高学生的学习兴趣,增强学生的学习动力。以梁的弯曲内力和弯曲应力的教学为例,介绍有限单元法辅助教学的过程,学生可以更好地理解梁弯曲时的内力和应力,尤其对弯曲时横截面上的正应力有一个更为直观的认识。

HTML5 Canvas在应力状态教学中的应用研究

应力状态是材料力学的重点内容,更是一个学生不易理解的难点内容。应力圆是理解和掌握应力状态的一个重要手段。编制绘制应力圆的专用程序,将有利于节约绘图时间并提高课堂授课效果。文章详细介绍了如何利用HTML5 Canvas制作交互式应力圆绘制网页程序,加深学生对利用Canvas绘制图形的理解,使概念抽象的应力状态知识形象化,便于学生理解和掌握相关知识,进一步增强学生对材料力学课程的兴趣和信心。

基于在线视频辅助的材料力学教学实践研究

材料力学课程是许多工科专业重要的专业基础课,随着高校的扩招,教师教学压力相应增大,计算机和网络技术的发展为在线视频辅助教学提供了条件.河南工业大学工程力学中心开展了传统课堂教学、传统课堂教学与在线视频相结合、翻转课堂等多种方式的材料力学教学实践,利用材料力学国家精品资源共享课和材料力学河南省精品在线开放课程等平台,提供在线视频辅助学生学习.结果表明,在线视频辅助学习可以较好的帮助学生提高学习材料力学的兴趣和学习效果.

地下粮仓结构虚拟仿真实验教学资源建设

在河南工业大学土木建筑虚拟仿真实验教学中心的建设中,重点对地下粮仓结构的虚拟仿真实验教学资源进行了建设,包括地下粮仓建造过程仿真实验、钢筋混凝土地下粮仓结构受力性能数值仿真实验和地下粮仓储粮生态环境数值仿真实验。3个虚拟仿真实验相互联系,从而为地下粮仓结构的实验教学提供良好的素材,为地下粮仓的推广应用奠定基础。

钢筋混凝土筒仓结构实验教学研究

在粮食储仓结构中,钢筋混凝土筒仓结构由于具有独特的储粮优势,在粮食行业中得到广泛应用。在传统理论教学的基础上,为进一步加强实验教学环节,在学校建设土木建筑虚拟仿真实验教学示范中心的过程中,对钢筋混凝土筒仓结构的实验教学资源进行了重点建设。详细介绍了3个相互联系的实验教学项目的建设过程和具体内容,即钢筋混凝土筒仓结构建造过程仿真实验、钢筋混凝土筒仓结构静态与动态侧压力测试仿真实验和钢筋混凝土筒仓结构模拟地震振动台实验,从而为筒仓结构的实验教学提供良好的素材。

输电塔三维精确有限元模型

以呼伦贝尔辽宁之间的500kV直流输电线路的电塔体系为背景,采用ANSYS软件建立了土体-基础-塔-线体系的精确有限元模型,并对其进行了动力特性及其在风荷载作用下的动力反应分析,比较了考虑和不考虑基础和土时输电塔动力反应的差异,讨论了基础和土体对输电塔的影响,并分析了产生此种变化的原因。

工程教育认证背景下结构力学“金课”设计研究

本文基于工程教育理念,针对结构力学课程特点,分析了结构力学课程对土木工程专业毕业要求的支撑作用,按照“金课”标准对结构力学教学思路进行设计。以力法求解超静定结构的课程内容为例,采用案例教学法、启发式教学法、研讨式教学法等多种方法,从工程实例引入超静定结构,讨论力法求解的具体思路和步骤,并应用于解决郑州奥体中心体育场钢结构工程等问题,实现从解决一般工程问题到解决复杂工程问题的跨越。课程教学取得了良好成效,可为其他工科工程基础类课程教学提供参考。

浅谈《材料力学》的兴趣培养

提高《材料力学》教学效果的方式不一而足,而兴趣是最好的老师。在教学过程中可以通过开篇设疑、提高课堂参与度、介绍趣味力学现象等方法激发学生对《材料力学》这门课程的学习兴趣,同时也锻炼了他们利用所学知识分析解决实际问题的能力。

基于有限单元法的弯曲变形辅助教学

随着工程教育改革的推进,以学生为中心的教学理念被广为接受。材料力学概念多、计算多,学生学习过程中有一定困难。有限单元法是处理力学问题的一种有效方法,在课堂教学中引入之后,可以更形象展示一些力学概念,增加学生的学习兴趣。文章以弯曲变形为例,介绍利用有限单元法进行的辅助教学过程。

基于Fluent与案例教学法相结合的流体力学实践教学探索

文章在案例教学法的基础上,结合流体动力学分析软件Fluent,建立流体力学实践教学的Fluent案例库:以旋转圆筒黏度计为例,设计基于Fluent与案例教学法的流体力学实践教学方案,对牛顿内摩擦定律知识点进行理论教学和实践教学研究;将抽象的间隙内流动问题可视化,并验证间隙内流速线性分布假设的正确性,加深学生对牛顿内摩擦定律的理解。其实践成果可为流体力学的教学提供一个新思路。

CRTSⅠ型双块式无砟轨道湿度场分布特性研究

双块式无砟轨道在建造初期会出现界面开裂病害现象,该病害的形成与轨道结构内早期湿度场的非均匀分布直接相关。为了分析双块式无砟轨道内湿度扩散机理及湿度场分布规律,建立复杂环境下CRTSⅠ型双块式无砟轨道由施工到运行全过程的湿度场计算模型,考虑双块式无砟轨道的施工顺序,分析环境大气干燥、内部水化自干燥、局部积水浸润历时等因素对轨道结构内湿度场分布的影响。研究结果表明:复杂环境下,双块式无砟轨道各部件内湿度场分布大致可为分表层环境大气干燥、中间水化自干燥、底层积水浸润等3个区域,且湿度场自上而下呈非线性分布。在内部湿度的持续扩散下,无砟轨道各部件的湿度梯度由非线性向线性分布转变。由于CRTS I型双块式无砟轨道的时序式施工特点,会在轨枕与道床板、道床板与基础界面处形成较大的湿度梯度。在道床板浇筑完成初期,轨枕与道床板界面处的最大湿度梯度为25.08×100%/m,在养护90 d后降至0.88×100%/m。在混凝土弹性模量增加与内部湿度降低的竞争作用下,可能导致轨道结构界面的早期开裂,降低轨道结构的使用寿命。当层间裂缝内存在积水时,道床板底层湿度将迅速上升至100%的饱和状态。在浸水历时超过60 d后,道床板内湿度场基本在外界大气干燥和底面局部浸水下达到平衡。

基于线上线下混合教学模式的流体力学课程思政教学设计

课程思政是落实高校立德树人根本任务的重要途径,也是对传统思想政治理论课的完善和补充。该文以流体力学课程为例,详细介绍专业基础课程教学过程中的思政元素挖掘原则。采用“线上+线下”混合教学模式开展流体力学课程思政教学设计,包含课前线上任务发布、课堂教学和课后在线考核三个环节。以流动阻力和水头损失教学内容为例,详述思政元素融入专业课程教学的实施细节,旨在为土木工程专业基础课程的思政教育提供有益借鉴。

基于超星学习通的流体力学在线课程研究

该文以流体力学课程为例,基于超星学习通平台,建立流体力学在线课程,并对基于超星学习通的在线教学模式构建与实践进行研究。随后结合案例教学法,建立Fluent案例库,完善流体力学在线课程设计,希望实践成果能为流体力学的教学提供一个新思路。