Mechanical Behavior of Polyurethane Polymer Materials under Triaxial Cyclic Loading:A Particle Flow Code Approach

Polyurethane polymer grouting materials were studied with conventional triaxial tests via the particle flow code in two dimensions（PFC^（2D）） method, and the simulation results agreed with the experimental data. The particle flow code method can simulate the mechanical properties of the polymer. The triaxial cyclic loading tests of the polymer material under different confining pressures were carried out via PFC^（2D） to analyze its mechanical performance. The PFC^（2D） simulation results show that the value of the elastic modulus of the polymer decreases slowly at first and fluctuated within a narrow range near the value of the peak strength; the cumulative plastic strain increases slowly at first and then increases rapidly; the peak strength and elastic modulus of polymer increase with the confining pressure; the PFC^（2D） method can be used to quantitatively evaluate the damage behavior of the polymer material and estimate the fatigue life of the materials under fatigue load based on the number and the location of micro-cracks. Thus, the PFC^（2D） method is an effective tool to study polymers.

基于VR看房及网络大数据的住宅活荷载建模

活荷载取值是建筑结构可靠性设计的基础,样本采集又是荷载建模的关键。针对传统的抽样采集、入户称重的研究方式存在的入户难、称重难、效率低和样本少等问题,提出了基于网络房产中介平台开放的全景虚拟(virtual reality,VR)看房方式及网络大数据研究住宅持久性活荷载的方式。首先,利用VR看房获得房间尺寸、室内物品类型及数量等数据,再通过网络爬虫从互联网大数据资源中获得物品重量,实现非称重方式的活荷载调查。采用该方法调查了9座城市的4676个住宅房间样本(总面积近75000m2),通过数据统计分析与荷载组合得到了住宅活荷载标准值,并与现行规范建议值进行了对比。结果表明,任意时点持久性活荷载标准差显著增大,不同城市活荷载变动时间均值不同且整体呈现下降趋势。VR系统结合网络大数据可以实现高效、便捷的住宅活荷载调查,形成一种全新的活荷载研究方式。

中外规范重力式码头结构计算方法对比

针对沉箱重力式码头结构采用国内外不同标准计算,进行各规范计算方法的对比研究。采用概率理论为基础的极限状态设计方法,对某新建沉箱重力式码头结构进行计算,重点对比中外规范对不同荷载分项系数以及工况组合差异,分析不同规范工况组合下沉箱重力式码头结构抗倾抗滑稳定性的差异。得出在进行抗滑稳定验算时,美标和欧标组合M2的设计偏安全,中标介于欧标组合M2和M1之间,日标的安全系数偏小;在抗倾稳定验算时,欧标对比中标相对偏安全,美标和日标的综合安全系数高于欧标和中标。本文对比研究可以为国内外沉箱重力式码头工程的设计提供相关的借鉴和参考。

基于低代码云平台的低碳园区负荷聚集商系统的研究及实现

中小型负荷分布不集中,弹性水平低是造成负荷侧能源利用效率低、调度困难及需求侧响应难以有效开展的因素之一。针对上述问题,将新兴IT技术与智能电网、虚拟电厂建设等电力行业的需求结合起来,梳理并完成负荷聚集商业务主线逻辑设计,并充分利用低代码云平台上开发效率高、开发周期短、架构灵活、扩展性强和运营维护成本低的特点,基于低代码云平台,设计出一套完整的负荷聚集商系统并加以实现。该系统完整实现了负荷聚集商的业务逻辑,验证了基于低代码云平台系统研发的技术可行性,为负荷聚集商技术支持系统的建设提供了有价值的参考方案。

面向异构处理平台任务调度的麻雀优化算法

针对当前异构信号处理平台中各处理器任务数量分配不均衡、处理器性能发挥不完全以及系统运行效率低的问题,文中提出一种面向异构处理平台的麻雀优化算法。该算法利用了麻雀算法较强的全局寻优能力和麻雀种群内部的高效工作机制。在经典麻雀算法基础上,文中提出了符合任务调度的二进制异或编解码规则,将离散的任务分配方案映射为连续的麻雀位置信息。将处理器负载均衡指数作为适应度函数,选取每次迭代中的最优解;在麻雀遍历任务时,采用任务优先级分流排序策略。对通信密集型任务和计算密集型任务采取不同的计算式得到更符合任务特点的遍历顺序,生成随机任务图,并将所提算法同ICPA(Improved Critical Path Algortthm)算法进行对比。仿真结果表明,相比于ICPA算法,所提算法的负载均衡指数平均优化率为60%,各处理器负载情况更加均衡,能更好地发挥异构处理平台的整体效能。

刚性与柔性边界下砂离散元三轴试验力学特性对比分析

为更好地从细观角度探究砂的变形破坏规律,对比不同围压加载方式下离散元三轴试验模型的有效性。采用颗粒流软件(PFC),考虑刚性和柔性两种围压加载方式,对不同密实度的HST95砂土试样建立离散元三轴试验,并结合相关室内三轴试验结果,讨论两种围压加载方式下砂土试样的力学特性、变形特性和剪切破坏过程。研究结果表明:柔性围压加载条件下模拟效果更好,且对于相对密实度越大的试样,柔性围压加载方式优于刚性围压加载方式:与室内试验结果相比,柔性围压加载下的应力应变结果误差均在10%以内,刚性围压加载结果误差在7%~53%范围内;30%密实度与70%密实度试样在刚性围压加载下,20%轴向应变时体积应变分别约为室内试验结果的0.6倍和1.1倍,且大剪切应变下试样体积缩小与实际不符。柔性围压加载下两种密实度试样的体积应变误差在1%以内;柔性围压加载下的试样可以更好地还原侧向鼓胀变形下的剪切破坏特征,并揭示剪切带的形成发展过程。

不同加载速率下青砂岩破裂演化规律及能量利用效率分析

【目的】研究不同加载速率下岩石破裂演化规律及能量利用效率是岩石破碎加工领域亟待解决的问题。【方法】基于室内试验进行青砂岩细观参数标定,建立青砂岩宏-细观力学响应关系,采用颗粒流程序,研究不同加载速率下青砂岩应力-应变曲线与应力链分布特征,从破裂特征与裂纹特点方面分析青砂岩的破裂演化规律,并分析青砂岩破裂过程中的能量利用效率。【结果和结论】结果表明:(1)青砂岩在破裂过程中,应力-应变曲线表现为峰前线弹性、峰前塑性变形和峰后逐步失稳阶段,拉力链导致青砂岩裂纹扩展,最终破裂是压力和拉力链相互作用的结果。(2)不同加载速率下,青砂岩破裂可分为剪切破裂、贯穿破裂及混合多级破裂阶段,剪切与贯穿破裂阶段是剪切力起主要作用,而混合多级破裂是拉伸力主导的破裂模式。拉伸裂纹在破裂过程中起主导作用,生成速率明显高于剪切裂纹,总裂纹生成速率达2 400.81 m/s。(3)青砂岩断裂能的演化可分为缓慢增加、急剧增大与趋于稳定阶段,在加载速率为0.05 m/s时,最大能量利用效率为0.088%。研究结果不仅从细观层面对岩石破裂演化规律及能量利用效率进行了初步探索,也可为岩石破碎过程中工艺参数的合理选择提供指导。

基于熵权和自适应负载编码的配电网故障恢复算法研究

针对传统故障恢复方案评价方法难以制定合理目标权重的问题,文章提出了一种基于熵权的综合权重确定方法,对故障恢复方案的优劣进行评价。针对传统群体智能算法难以应对负载无法完全恢复的问题,文章提出了一种自适应负载编码的方法融入群体智能算法,将不满足约束条件的个体做负载切除处理,使得智能算法中的每个编码为电气角度的可行解,通过算法的逐步迭代得出使得目标函数最优的解。经算例验证该算法可以得到全局最优解并且可以解决大面积负载恢复问题,具有一定的工程价值。

变截面脱硫塔风振效应及等效风荷载研究

变截面是工程设计中常见的结构类型,此类结构风效应在现行规范中受到的关注较少,规定仍较为粗糙。以某高耸脱硫塔为研究对象,综合时、频域数值仿真,详细研究圆柱形分段变截面高耸结构顺、横风向的风致动力响应特性,探讨了横风向涡激共振的判定及计算方法,对比分析变截面圆柱结构常见等效静力风荷载计算方法的差异及结果的可靠性。研究表明,结构第1阶模态是圆柱形变截面脱硫塔风效应的控制振型;应重点关注此类结构上部涡激振动对横风向响应的贡献;鉴于脱硫塔风致振动以共振响应为主,采用惯性力法或三分量(平均、背景和共振)法计算等效风荷载更符合实际分布规律。时、频域分析结果与我国现行规范《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)计算结果吻合较好,可为分段式变截面高耸结构精细化风振效应研究提供工程参考和依据。

果园作业平台车架耐久性研究

针对农用机械作业工况复杂、受多种外力、对结构件寿命影响较大等问题,以果园作业平台车架为研究对象,编制车架加速载荷谱,分析车架耐久性。采用有限元分析方法,对车架进行力学分析并选取关键载荷测点,建立果园作业平台多体动力学模型采集相应测点载荷谱,利用伪损伤保留编辑法获取不同伪损伤保留量的加速载荷谱,从压缩时间效率、伪损伤域、功率谱密度、穿级/雨流计数和统计值参数等方面对比,分析伪损伤保留量对加速载荷谱质量的影响。通过车架耐久性仿真对比不同编辑方案对耐久性分析精度和效率的影响。对比结果表明,伪损伤保留量不低于90%才能保证加速载荷谱的质量。仿真结果表明,车架最小寿命历程大约为65000 km,根据果园作业平台使用条件和用户使用情况调查,了解果园作业平台每年大约行驶8100 km,使用年限为8年,该车架满足要求。且伪损伤保留量为95%时为最佳编制方案,加速载荷谱时间压缩量为55%,车架耐久性仿真分析误差能控制在5%内且仿真效率提高391%,本文为提高农用机械部件耐久性载荷的编辑质量提供参考。

中美规范风荷载设计规定对比研究

在涉外项目的结构设计过程中,经常遇到由于中国规范和美国规范中风荷载设计规定的差异给工程设计带来的困扰。为了做好涉外工程结构设计,熟悉并掌握中国规范和美国规范关于风荷载设计规定的异同十分必要。论文针对基本风速、基本风压、风荷载标准值、地面粗糙度类别、风荷载体型系数、最小风压等方面对中美规范风荷载设计规定做了对比研究。

钢筋混凝土结构整体承载能力、可靠度和整体抗力系数校准--以简支梁为例

目前,基于构件承载能力极限状态的荷载抗力系数设计法或分项系数法是世界各国土木工程结构设计规范所主要采用的概率极限状态设计方法,目前这两种方法存在两个基本矛盾,需要发展基于结构整体可靠度的整体安全系数设计方法。总结钢筋混凝土结构整体承载力设计值和整体抗力系数的确定方法,将FIB混凝土结构整体抗力系数设计法与结构整体可靠度理论相结合,提出钢筋混凝土结构整体承载能力可靠度和整体抗力系数的校准原理。以双面配筋钢筋混凝土结构简支梁为例,通过非线性有限元分析和蒙特卡洛模拟,校准得到钢筋混凝土简支梁的整体承载能力可靠度和整体抗力系数,研究发现钢筋混凝土简支梁的整体承载力可靠指标总体大于构件承载力可靠指标,且整体可靠度指标和构件可靠度指标均远大于目标可靠度指标,表明《建筑结构可靠性设计统一标准》(GB 50058—2018)的目标可靠度指标有较大提升空间。

肥料装车机凸轮连杆式码包机构的优化设计

针对目前袋装肥料装车机中存在码包过程丢包倾斜、溜包等问题,提出了一种凸轮连杆组合式码包机构。首先建立运动数学模型,对其进行了运动学特性分析,并根据码包机构的运动数学模型建立相应的ADAMS参数化模型,通过改变优化模型中设计变量的参数,得到设计变量对码包机构工作效果的影响规律,最后利用MATLAB中的遗传算法对码包机构设计变量进行优化设计,求解得出一组最优尺寸参数。通过对比优化前后码包机构的仿真曲线以及制作样机试验,验证优化后的码包机构作业时同步性和平稳性均达到设计要求。

高原露天台阶上部冻层破断规律数值分析

上部冻层是影响高原露天台阶爆破效果的主要因素之一,为明确高原露天台阶上部冻层在爆破荷载作用下的破断规律,利用颗粒流数值方法模拟了天然单冻层和人工复合双冻层分别在单、双排炮孔作用下的破断过程,分析了冻层破断过程的速度、冲击压力和破断后的块度特征。结果表明:冻层在爆破荷载作用下经历了产生裂隙-局部隆起-宏观断裂的破坏过程,对于人工复合冻层,由于上部增加了碎石土层,冻层厚度增大,削弱了冻层整体的隆起趋势,导致破碎块度增大。双排炮孔之间冻层受到的冲击压力率先达到峰值,但靠近自由面的冻层受到的冲击压力峰值更高。单、双冻层在爆破荷载作用下的破断问题可简化为冲击压力作用下的结构断裂问题。双冻层台阶爆破大块率比单冻层大块率高4%~6%,建议在高原露天矿山爆破中,优先通过冻土层厚度确定需要进行特殊处理的区域,并通过调整延期时间达到降低大块率,提高铲转挖运效率的目的。

分布式存储中基于动态局部修复码的负载均衡研究

分布式存储系统中数据的访问存在不均衡性,大多数访问聚集在少部分数据上,便会引起系统的负载不均衡,导致部分高负载节点成为整个系统的性能瓶颈。针对此问题提出一种负载均衡的动态局部修复码(ALRC),该编码方案通过历史热度对冷热数据进行优先级确立,再对冷热数据进行动态编码,使其具备(r,t)-availability性质,让数据能够拥有额外的访问路径,借此提高热数据的并行访问性能和系统的负载均衡性,同时兼顾一定的存储效率。实验结果表明,ALRC在系统负载较不均衡时只需要相较于编码前少量的额外存储开销,便可拥有相较于原方案53%以上负载均衡度的提升,从而确保节点间的负载分布均匀,提高整个系统的性能和可靠性。

基于动力规划的配电台区三相负荷均衡技术优化

为解决配电台区三相不平衡负荷问题,保证配电台区长久安全稳定的运行,基于动力规划研究出一种负荷调整方法。分析配电台区范围内用电市场力偏好以及可能引起的动力负荷变化,建立三相负荷不平衡指标评估体系,通过评估指标确定三相负荷是否处于不平衡状态,利用不平衡度区分不同因素造成的影响因素,建立函数计算变压器的实际负载率,在基因编码基础上,建立不平衡调整换相策略,根据最大限度平衡和减少换相开关调整次数,根据目标函数实现平衡换相调整。经实验证明,所提方法能有效完成三相不平衡负荷调整,滤除谐波,提高配电台区稳定性。

基于颜色编码和残差神经网络的非侵入式负荷识别

在非侵入式负荷识别任务中,随着家用电器类型的不断增加,功率差距不大但V-I轨迹相似的设备很容易被分类错误。针对这些问题,本研究提出了基于颜色编码和残差神经网络的非侵入式负荷识别方法。首先,对采集到的高频电压、电流数据进行预处理;然后,再通过二值轨迹映射和HSV颜色编码将V-I轨迹转换为视觉表示,不仅在V-I轨迹中融入了丰富的电气特征,还增强了负荷特征的唯一性;最后利用PLAID公共数据集对本研究所提方法进行了验证。结果表明,本研究所提方法显著提高了识别准确率,并能够有效区分各个电器设备。

ASME-Ⅲ-5高温1级部件分析设计方法的改进方向探讨

ASME规范第Ⅲ卷第5册(简称ASME-Ⅲ-5)提供了核1级部件在高温下使用的设计分析方法和评定准则。本文对高温的定义进行简介,对ASME规范核1级部件在高温下考虑的设计载荷、失效机制、设计分析方法以及评定准则的特点进行总体介绍。通过对ASME规范与其他高温规范R5、RCC-MRx、MONJU在基于损伤模式下的载荷控制应力限制和变形控制限制的分析方法及准则进行对比,探究ASME规范在分析方法准则中的优势与局限性,得出ASME规范传统采用的基于应力分类的弹性分析法表现优异,但由于本身固有特性并不能完美解决规范所含括的各个失效机制的结论,提出若干项改进ASME-Ⅲ-5高温1级部件设计规范的方法。本文指出的ASME-Ⅲ-5可改进方向可进一步提高规范发展使用的先进性、经济性和安全性,同时对开发构建我国自主化的核承压高温使用1级部件设计规范具有指导作用。

基于±800 kV特高压直流输电线路的中美规范风荷载对比研究

针对±800 kV特高压直流输电线路设计的中美标准,从结构重要性系数、分项系数、重现期等方面对风荷载进行全面探讨分析,并深入研究基本风速、地形地貌和高度影响因素、风载体型系数以及动力特性的取值方法。结合典型±800 kV特高压直流输变电工程,将中美规范的风荷载进行对比分析,得出美国规范的线条风荷载和塔身风荷载标准值均高于中国规范,但线条风荷载设计值小于中国规范30%左右,塔身风荷载总设计值(各风压段之和)与中国规范基本相等。结合典型杆塔计算分析,发现美国规范的风荷载整体设计水平低于中国规范约23%。

基于VMD和RDC-Informer的短期供热负荷预测模型

精准的供热负荷预测不仅可以有效降低能源消耗,而且可以提高供热系统效率和用户舒适度。为了提升供热负荷预测的准确性,本文将变分模态分解算法和改进的Informer模型结合应用于供热负荷预测中。首先使用VMD算法分解供热负荷数据,降低数据的非平稳性;然后在Informer模型中引入相对位置编码代替绝对位置编码,以更好地捕捉序列数据中的依赖关系和避免信息泄漏;接着采用膨胀因果卷积代替正则卷积,增加感受野,提升局部信息的提取能力;最后在多个数据集上与主流预测模型(GRU、LSTM、Transformer和Informer)进行对比实验。结果表明,RDC-Informer模型的评价指标R2达到了98.3%,与对比模型相比,分别提高了11.6%、6.3%、4.7%和2.6%。此外,通过增加卷积核以评估膨胀因果卷积的效果,验证了RDC-Informer模型的适用性和准确性,为进一步提高智慧供热的时效性提供了一定参考。