基于CLD的风电叶片挥舞疲劳试验寿命预测方法

随着风电叶片长度的不断增加,挥舞疲劳测试时叶片自重和夹具重量对叶片产生的影响已无法忽略。本文以株洲时代新材料科技股份有限公司某90 m级叶片挥舞疲劳试验主梁失效为研究对象,测试了主梁拉挤板在不同应力比情况下的疲劳S-N曲线,基于Goodman等寿命图提出一种新的复合材料疲劳寿命预测方法。通过考虑平均应力对主梁疲劳寿命的影响,文章对比分析理论试验预测损伤及疲劳试验实际损伤,得出两个重要结论:(1)现有不考虑叶片自重的挥舞疲劳试验载荷等效方法已不能反映叶片的实际受载情况;(2)本文提出的考虑均值的Goodman疲劳寿命计算方法能够较准确地预测叶片的疲劳试验寿命。

多尺度聚丙烯纤维混凝土弯曲疲劳寿命试验及数值模拟

为研究多尺度聚丙烯纤维混凝土的弯曲疲劳性能,开展基准混凝土、聚丙烯粗纤维混凝土及多尺度聚丙烯纤维混凝土的静载试验及不同应力水平(0.75、0.80、0.85)下的弯曲疲劳试验,建立弯曲疲劳寿命方程,并结合ABAQUS与FE-SAFE软件建立纤维混凝土梁的三点弯曲疲劳有限元模型。结果表明:聚丙烯纤维的掺入,尤其是多尺度聚丙烯纤维混掺显著增强了混凝土基体的抗折、抗疲劳性能。双对数lgS-lgN疲劳方程能够较好地描述多尺度聚丙烯纤维混凝土的应力水平与疲劳寿命的相关性,使用lgS-lgN疲劳方程计算得到200万次循环荷载作用下多尺度聚丙烯纤维混凝土的疲劳强度最高,为3.91 MPa。三组试件疲劳寿命的数值模型预测值均介于实测疲劳寿命的最大值与最小值之间,并接近于疲劳寿命平均值,该模型为多尺度聚丙烯纤维混凝土的疲劳寿命预测提供了理论依据。

基于子模型的主轴承螺纹疲劳强度分析方法

针对气缸体主轴承螺纹疲劳强度分析与开裂失效问题,基于气缸体主轴承壁疲劳试验构建了虚拟仿真模型,计算获得主轴承壁的应力分布。在此基础上,结合气缸体主轴承壁疲劳试验结果,重新划分网格建立了精细化的主轴承螺纹联接子模型。综合考虑应力梯度、平均应力和表面粗糙度等因素,基于临界平面法和Haigh图建立了主轴承螺纹疲劳强度模型,进行了疲劳强度评估和失效机理分析。结果表明,主轴承螺纹与螺栓联接前几扣的安全系数在螺栓预紧力产生的平均应力影响下逐渐增大,最后一扣位置处安全系数最小为0.8,与试验中开裂位置基本吻合,其开裂原因为模拟气体力主导的应力幅超出材料和结构承载能力。

陆军飞行人员领悟社会支持与疲劳、焦虑的相关性研究

目的探讨陆军飞行人员领悟社会支持与疲劳、焦虑发生的相关性,为精准干预研究奠定基础。方法于2022年7月10-13日随机抽取某部飞行人员,采用领悟社会支持、多维疲劳和焦虑量表进行问卷调查(n=88);利用座谈和个别交流方式补充了解陆军飞行人员领悟社会支持现状及其与疲劳、焦虑状态的关系;通过SPSS 20.0软件对该人群上述指标进行相关分析,计量资料采用描述性分析,计数资料采用频率分析,Pearson分析变量间的相关性。结果纳入分析问卷85份(每份含领悟社会支持、多维疲劳和焦虑量表)。其中男性83人(97.65%),女性2人(2.35%);飞行员80人(94.11%),领航员2人(2.35%),空中机械师3人(3.53%)。20~39岁82人(96.47%)。高社会支持(分值61~84)人数占比为68.23%(58/85),低、中焦虑度(分值<30分)人数占比为100%(85/85),非显著疲劳状态(55.71±8.48)人数占比为98.82%(84/85)。领悟社会支持程度(62.22±14.67)与焦虑(14.44±3.86)呈显著负相关(P<0.01),但与疲劳无显著相关性(P>0.05),焦虑与疲劳之间相关性也不显著(P>0.05)。结论陆军飞行人员领悟社会支持程度可能会引发焦虑,进而影响作业能力和健康水平;应对该人群领悟社会支持进行精准干预以完善航卫保障。

对有关电能计量若干问题的思考

文中基于论证和较全面分析,就不同场景下电能计量所关注的截然不同的问题、更好利用大数据去构建电能表检验新方法、动态电能计量研究面临新挑战、关注超谐波电能计量、不宜将电能计量装置与电能表简单划等号,以及测量准确度不同于测量精度等六个问题,阐述了作者的观点和认识,旨在对开展相关研究,以及更清楚理解相关测量方法及概念等起到促进作用。

术前静注艾司氯胺酮对腹腔镜结直肠癌根治术患者术后疲劳综合征的影响

目的评价术前静注艾司氯胺酮对腹腔镜结直肠癌根治术患者术后疲劳综合征(POFS)的影响。方法选择2021年6月至2022年7月择期行腹腔镜结直肠癌根治术患者62例,男41例,女21例,年龄34~64岁,BMI 18~25 kg/m^(2),ASAⅠ或Ⅱ级。采用随机数字表法将患者分为两组:艾司氯胺酮组(E组)和对照组(C组),每组31例。手术开始前5 min E组静脉注射艾司氯胺酮0.25 mg/kg(用生理盐水配成5 ml),C组静脉注射生理盐水5 ml。两组术后静脉镇痛方案相同。于麻醉诱导前10 min、术后即刻、12、24 h抽取颈内静脉血样,检测血清肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、超氧化物歧化酶(SOD)浓度。于术前1 d、术后3、5、7 d进行简明围术期疲劳评定量表(ICFS-10)评分,记录POFS(ICFS-10评分>24分)发生情况。记录拔管时间、拔管后呛咳、苏醒期谵妄和躁动等不良反应、术后各系统并发症的发生情况、术后住院时间。结果与C组比较,E组术后即刻、术后12、24 h血清TNF-α浓度明显降低(P<0.05),SOD浓度明显升高(P<0.05);术后3、5、7 d ICFS-10评分、术后7 d POFS发生率明显降低(P<0.05)。两组拔管时间、拔管后呛咳、苏醒期谵妄和躁动、术后各系统并发症发生率、术后住院时间差异均无统计学意义。结论术前单次静脉注射艾司氯胺酮可降低腹腔镜结直肠癌根治术患者术后血清TNF-α、SOD浓度和POFS的发生率,未增加不良反应。

高压断路器触头烧蚀及电寿命评估研究综述

随着高压断路器接近设计寿命年限其触头烧蚀情况越来越严重,评估高压断路器电寿命可提高利用效率同时保证其运行可靠性。根据近些年有关开关电器电寿命相关文献,首先从触头烧蚀数学模型出发剖析了断路器电寿命终结物理过程;然后对比了目前常用的断路器电寿命评估方法优缺点,指出数据模型是驱动设备寿命准确评估的关键,并借鉴其他类型开关电器电寿命相关研究为高压断路器靠性评估开拓了思路。最后指出高压断路器电寿命预测所面临挑战以及研究方向。

道路沥青疲劳与断裂特性研究进展及发展趋势

疲劳开裂是沥青路面的主要病害之一,其产生与发展直接制约着道路基础设施生命周期的服役水平与行车舒适安全。近年来,沥青疲劳特性及其对路面抗疲劳性能的贡献日益得到关注,聚焦和解析沥青尺度的疲劳与断裂特性对我国未来沥青路面实现长寿命耐久服役具有重要意义。目前评价沥青疲劳与断裂性能的室内测评手段及数据建模分析方法较多,但尚未形成统一的测评技术体系。随着近年来的不断探索,在试验测评方法方面,逐渐形成了以线性振幅扫描试验为代表的沥青疲劳性能加速测评手段,且其与传统时间扫描疲劳试验均体现出较好的一致性;而在数据分析与建模方法方面,线黏弹特性、耗散能、虚应变能分析以及断裂力学相关方法被逐步应用,驱动沥青疲劳和断裂特性的评价与研究体系逐步从经验走向精准。本文主要从疲劳与断裂测评手段、损伤及失效行为特征判别、疲劳寿命预测方法三方面系统地梳理和归纳沥青疲劳与断裂特性研究方向的最新进展,同时分析了目前沥青尺度疲劳与断裂特性研究尚且存在的问题,展望了未来研究发展趋势,为我国抗疲劳长寿命沥青路面理论与技术的不断发展提供了参考。

考虑充放储一体站与电动汽车互动的主从博弈优化调度策略

针对大规模电动汽车(electrical vehicle,EV)接入微电网造成的负荷压力,提出一种考虑充放储一体站(charging-discharging-storage integrated station,CDSIS)与EV互动的主从博弈优化调度策略。首先,通过建立CDSIS模型,并针对CDSIS多场景进行分段设置。其次,建立动态路网模型并结合EV出行特性,预测城市区域路网约束下的EV充电负荷时空分布。并根据预测结果建立EV及CDSIS多目标主从博弈优化调度模型,对EV用户、CDSIS收益进行多目标协调。最后,以某城市主城区域部分交通路网结合IEEE33节点配电系统进行仿真,分析电价与CDSIS储能设备容量对城市区域内EV用户和CDSIS站收益的影响。结果表明,所提主从博弈模型与调度策略能够使得EV用户与CDSIS双方得到最大收益。

某高架桥高强度螺栓断裂失效分析

高架桥用42CrMoA高强度双头螺栓在服役期间发生螺纹断裂现象,通过外观检查、化学成分分析及扫描电镜分析等手段,对其断裂原因进行了分析。结果表明,螺栓在冶炼过程中成分控制不严,在安装中质量不达标,紧固力不均匀或预紧力不足造成螺栓在螺纹处出现缝隙或间隙,在腐蚀环境下发生缝隙腐蚀。在闭塞腐蚀电池及应力集中作用下加速溶解金属基体,在缝隙腐蚀的阳极端部形成裂纹源。裂纹在腐蚀和疲劳的双重作用下,使裂纹不断向纵深扩展,直至螺栓断裂。安装质量不达标且冶炼工艺控制不严是引发螺栓断裂的关键因素。

考虑应力梯度的缺口疲劳分散性研究

针对缺口部位的微观结构及尺寸导致的疲劳分散差异较大的问题,为准确预测缺口件的疲劳分散性,以矩形截面缺口件为例,采用宏观Chaboche循环塑性本构模型与细观晶体循环塑性本构模型相结合的有限元子模型方法,并考虑缺口效应,提出了以应力梯度影响因子、等效应力与纵向应变为变量的统计标准差作为疲劳指示因子FIP_(notch)。在不同位移载荷、位移载荷比和缺口直径大小情况下将疲劳指示因子FIP_(notch)与经典的Fatemi-Socie疲劳指示因子FIP FS进行疲劳分散性的比较与分析。结果表明:疲劳指示因子FIP_(notch)均能很好地预测不同位移载荷、位移载荷比和缺口直径下的缺口疲劳分散性,且比经典的FIP FS方法有更高的精度与适用性。

考虑换电需求响应的换电站参与电能量-调频市场竞价策略

电动汽车(EV)大规模发展会加大电网的调峰调频压力。通过换电站市场化运营,可有效激励换电站利用EV换电需求和换电站电池灵活性资源,缓解电网调峰调频压力。为此,提出了换电站参与电能量市场和调频辅助服务市场的协同竞价策略及其两阶段优化模型。第1阶段依据调频市场需求制定换电价格,引导EV调整换电需求,优化冗余电池数量及时序,以便与调频需求趋势一致,进而提升换电站调频服务收益;第2阶段考虑换电站需求响应和市场调峰调频需求,制定换电站竞价策略。所提出竞价策略在优先满足EV换电需求的同时,可降低换电站充电成本、提升调频服务收益,并助力电网调峰调频。算例仿真结果验证了所提策略的有效性。

金属疲劳损伤全寿命过程及工程应用综述

金属疲劳损伤过程复杂,不同载荷类型与服役环境下金属疲劳损伤机理、变形特性和破坏模式存在较大差异。将疲劳损伤全寿命过程按照循环寿命周次划分为超高周、高周、低周和裂纹扩展4个类别,根据变形响应特性和变形机理特征阐述了各类别疲劳损伤的研究现状及发展趋势,涉及宏观尺度、微细观尺度和宏细微观多尺度理论体系。同时结合工程实际案例,以轧辊和燕尾榫作为代表性构件,分析其疲劳损伤行为与影响因素,探讨了目前疲劳理论在工程实践中的应用及挑战,旨在为金属疲劳损伤全寿命理论体系的完善和关键部件健康质量管控提供理论依据和技术指导。

响应面法优化石榴皮百香果果皮复合饮料发酵工艺及抗疲劳功能评价

本研究以石榴皮和百香果果皮为原料,进行石榴皮及百香果果皮(Pomegranate and passion fruit peel,PPFP)复合发酵饮料的研制,通过单因素及响应面试验优化复合饮料发酵工艺条件,并探讨其对小鼠运动耐力的影响。结果表明:复合饮料最佳发酵工艺条件为:石榴皮汁添加量20%、百香果果皮汁添加量24%、发酵时间36 h、发酵温度40℃,感官评分为(94.05±1.85)分,活菌数为(8.5±0.2)lg(CFU/g),在此发酵工艺条件下研制的复合饮料色泽均一,具有石榴皮混合发酵后的独特风味,酸甜适口,无明显分层现象。小鼠试验结果表明:与空白对照组相比,低、中、高剂量组可显著延长小鼠负重力竭游泳时间,小鼠肝糖原和肌糖原储备显著增加,显著降低小鼠血清中乳酸和尿素氮含量(P<0.05)。说明PPFP复合发酵饮料有利于提高小鼠机体运动耐力。

基于双模量理论的连续配筋混凝土复合式路面沥青层表损伤分析及Top-Down开裂控制

基于连续介质损伤力学和双模量理论,建立单一模量和双模量2种疲劳损伤本构,采用数值模拟的方法,对2种疲劳损伤本构模型进行了简单分析对比,并采用双模量损伤本构分析沥青层(AC)厚度、模量、拉压模量比以及AC层与连续配筋水泥混凝土层(CRC)摩擦系数4个因素对沥青层表面损伤的影响,在单因素分析的基础上通过响应面法对CRC+AC复合式路面抗Top-Down开裂性能进行优化设计。研究表明:AC层在单模量下的最大压应力比双模量下大0.1MPa,但AC层在单模量下几乎未产生拉应力,而双模量下的最大拉应力为0.08MPa;单因素分析得到AC层厚度、模量、拉压模量比、层间摩擦系数推荐最大取值分别为8cm、1700MPa、0.8、7;3个参数中,对AC层表面疲劳损伤度综合影响从大到小的组合为:AC层厚度和拉压模量比,AC层拉模量和拉压模量比,AC层厚度和拉模量;针对不同拉模量的AC层材料提出了不同AC层厚度下的拉压模量比控制标准。

点蚀效应下超强钢丝疲劳损伤演化及寿命预测

主缆作为悬索桥不可更换的关键承重构件,其钢丝的疲劳寿命将直接影响桥梁的安全性和耐久性。由于主缆通常暴露于侵蚀环境中,往往会产生不同形式的腐蚀效应,其中点蚀是一种破坏力强且十分典型的腐蚀损伤,通常会成为疲劳裂纹萌生的初始点,从而显著降低构件的疲劳寿命。为研究点蚀效应对超高强钢丝疲劳性能的影响,采用能反映腐蚀电化学机理的元胞自动机模型模拟点蚀复杂形成过程,并基于盐雾试验标定演化参数,获得超高强钢丝的表面点蚀坑模型;在ABAQUS中开发基于连续损伤力学的UMAT子程序,实现腐蚀钢丝的疲劳损伤演化与寿命预测,揭示腐蚀程度、蚀坑形状参数对超高强钢丝的损伤演化规律和疲劳寿命的影响。结果表明:采用元胞自动机方法能够准确模拟钢丝点蚀过程,生成的模型可以很好地展现真实的蚀坑形态和特征;在蚀坑处最早出现损伤,前中期损伤速率较慢,后期发展迅速;随着疲劳荷载的加载,蚀坑处会发生应力重分布现象,蚀坑底部的应力逐渐降低,周边应力反而增加;在元胞自动机中以质量损失率表征钢丝腐蚀程度,当钢丝的质量损失率从0.1%增加到0.25%时,其疲劳寿命减少约36.8%;点蚀坑的深宽比越大,形状越尖锐,钢丝越容易发生疲劳破坏。研究结果可为腐蚀环境下超高强钢丝的疲劳寿命评估和提高桥梁的耐久性提供参考。

基于整车路面谱的副车架开裂台架试验及仿真

针对前悬架稳定杆与副车架连接处在整车试验场耐久测试过程中出现的疲劳破坏问题,通过对稳定杆进行贴片标定,获得了试验场环境下稳定杆的连杆力和稳定杆扭转相对位移的强化耐久路谱,设计搭建了稳定杆副车架系统的物理台架,并按照耐久性规范进行了台架试验。试验结果表明:该台架试验装置能良好地再现整车耐久路试下的断裂位置,疲劳寿命相对于整车耐久路试的疲劳寿命偏差仅为2.5%。在此基础上,建立了稳定杆与副车架多体的仿真模型,设定了与系统试验台架相同的约束边界,通过虚拟迭代的方法及准静态有限元疲劳寿命分析法对系统进行了仿真分析。仿真得到稳定杆连杆力和稳定杆扭转相对位移信号,与测试结果进行对比分析可以看出,时域下相位和幅值重合度良好,频域下的PSD谱重合度较高,穿级计数载荷统计基本一致,载荷相对损伤均在1附近,相关风险位置处的仿真疲劳寿命与整车耐久试验寿命偏差比为6.25%,获得了较高精度的风险位置载荷,实现了耐久风险位置的复现。最后,基于仿真模型对副车架风险位置处进行了结构优化设计,改进后的方案顺利通过了后续的台架试验和整车耐久路试。

节约体能法对宫颈癌同步放化疗病人癌因性疲乏的干预效果

目的:探讨节约体能法对宫颈癌同步放化疗病人癌因性疲乏(CRF)的干预效果。方法:采用方便抽样法,选取2018年4月—12月在西安交通大学第一附属医院放疗病区住院治疗的108例宫颈癌病人作为研究对象,按入院时间分为对照组和干预组,每组54例。对照组给予放疗科常规护理,干预组在放疗科常规护理基础上给予节约体能法的干预。于治疗开始前、放疗5次结束、放疗10次结束、放疗15次结束、放疗20次结束及放疗25次结束后采用中文版Piper疲乏修订量表(RPFS)对病人CRF严重程度进行评价。结果:干预期间对照组流失3例病人,干预组流失4例病人,最终对照组51例病人完成研究,干预组50例病人完成研究。中文版RPFS总分及行为疲乏、情感疲乏、感知疲乏、认知疲乏维度得分的干预主效应、时间主效应均有统计学意义(P<0.05)。在治疗开始前和放疗5次结束2个时间点,对照组与干预组的中文版RPFS总分及各维度得分差异无统计学意义(P>0.05)。在放疗10次结束、放疗15次结束、放疗20次结束及放疗25次结束4个时间点,对照组与干预组的中文版RPFS总分及各维度得分差异有统计学意义(P<0.05)。结论:宫颈癌同步放化疗病人CRF水平在治疗期间升高,节约体能法可有效降低各时间点宫颈癌同步放化疗病人的CRF水平。

电能高效高质转化技术与创新

电能转化是将电能转化为电能、磁能、热能、声能、光能等其他能量形式,是能源消费的核心基础,已渗透至经济发展和国防建设各个领域。电能高效高质转化技术作为绿色化、精细化能源消费革命的主体与核心技术,是国民经济和国防系统发展的基础、核心竞争力和综合实力的关键标志之一,也是国防和工业领域的“供能心脏”,对于推动我国能源低碳革命意义重大。我国电能转化技术与装备已取得了世界瞩目的成果,但仍存在工业电耗较高、装备卡脖子、国防有短板、基础研究薄弱等问题。为此,结合当前主要能源消费形式,重点梳理电能到电能、磁能、热能、声能、光能5种电能转化形式的基本原理、关键技术及发展现状,总结电能高效高质转换面临的难题及其发展对策,期望能够为我国电能转化技术与装备的发展提供一定参考。

美国加州车网互动政策、标准与市场机制最新进展及其启示

电动汽车与电网互动(简称“车网互动”)可以释放电动汽车作为灵活性资源的潜力,能够有效提升电网调峰能力、促进高比例可再生能源消纳、提升电动汽车用户经济收益,日益受到各方重视。美国加利福尼亚州(简称“加州”)近些年在推动电动汽车与电网互动发展方面做了大量工作,取得了重要进展。首先,文中介绍了加州在电动汽车与电网互动配套政策法规方面的最新动向;之后,从技术标准、市场机制两方面介绍了加州在电动汽车与电网互动相关基础工作方面的最新进展;最后,结合中国电动汽车与电网互动发展实际提出了有关建议。