Research on Service Life Prediction Model of Concrete Structure of Sea-crossing Bridge

According to the chloride corrosion environment,service life prediction model of concrete structure of sea-crossing bridge was built using modified Fick's second law and the whole probability calculation method,which was suitable for China. Furthermore,a visual service life prediction program of concrete structure was developed by optimized Monte Carlo method. Meanwhile,Life 365 program was compared,indicating reliability of the prediction program. Finally,the validity of prediction model was verified in JinTang Bridge of Zhoushan Island Mainland Linkage Project.

基于Arrhenius方程的电动汽车减速箱油寿命预测

为了准确预测润滑油的剩余使用寿命,指导润滑换油周期的制定,对电动汽车减速箱油在高温热氧化条件下的酸值变化进行了考察;并基于Arrhenius动力学方程,绘制润滑油酸值随温度变化率的线性回归曲线,计算润滑油的氧化反应活化能和频率因子;进而建立不同温度下润滑油的理论寿命模型,并利用该模型评估了电动汽车减速箱高速和高负荷实际耐久应用试验后的油品使用寿命。结果表明:随着氧化温度的升高,润滑油酸值会迅速增大;氧化温度每升高20℃,油品的寿命会缩短65%~85%。经高速实际耐久应用试验和高负荷实际耐久应用试验后,电动汽车减速箱油仍有90%以上的理论寿命。基于Arrhenius方程建立的润滑油寿命模型预测值与试验测试值吻合较好,可用于评估润滑油剩余使用寿命。

基于Box-Cox和Informer的锂离子电池寿命预测

针对锂离子电池不同老化过程中隐含的噪声序列和强非线性特点,提出一种基于Box-Cox数据处理和Informer模型进行锂电池剩余使用寿命预测的方法。对新威电池检测仪采取的电池数据进行分析,确定数据特征进而健康指标,利用Box-Cox对数据进行预处理剔除部分噪声信号,使数据线性化;利用Informer模型输出的全连接层代替解码器层,建立锂离子电池RUL预测模型,并通过两组不同工况电池数据验证所提方法的有效性和泛化性。结果表明:该方法能够克服数据测量噪声的影响,有效地预测锂离子电池的剩余使用寿命,泛化性良好且精度较高。

不同类型持载混凝土碳化性能研究

为探讨外加荷载对不同环境湿度、不同类型混凝土碳化性能的影响,本文提出了自然条件下服役钢筋混凝土构件碳化深度预测模型。基于100 mm混凝土立方体试块和持载钢筋混凝土梁的加速碳化试验结果,分别采用硅酸盐水泥、硅酸水泥掺30%粉煤灰和硅酸水泥掺50%磨细高炉矿渣浇筑混凝土试块和梁试件。结果表明:对不同类型混凝土的服役钢筋混凝土构件,在50 a和100 a的设计使用年限内,其碳化深度预测值随相对湿度的增加先增大后减小,最大碳化深度预测值均在50%~70%的相对湿度范围内。对持载钢筋混凝土构件,仅硅酸盐水泥混凝土和掺50%磨细高炉矿渣的较小水胶比混凝土满足要求。水胶比较大的掺粉煤灰和掺粒状高炉矿渣的持载混凝土,不能满足不同暴露环境在50%~70%相对湿度范围内的耐久性要求。本文对不同类型持载钢筋混凝土构件的抗碳化耐久性设计有一定的参考价值。

基于冻融损伤的混凝土寿命预测研究进展

正负温交替变动会引起混凝土的结构发生冻融破坏,使其出现裂缝、破损和剥落,影响混凝土的力学性能,甚至严重影响其使用功能。冻融是造成混凝土损伤和劣化的最重要因素之一,冻融损伤作用下的混凝土寿命预测已成为目前研究的重点。混凝土的使用寿命可以从不同的角度予以定义和分类,国内外的研究学者已从多方面提出寿命预测的基本方法和评估准则。基于冻融损伤的混凝土寿命预测取得了很大的进展,这不仅表现在对冻融单因素作用下的损伤机理和损伤模型的研究不断深入,还表现在对冻融与其他因素耦合作用下的混凝土寿命预测的研究日渐增多。与计算机模拟技术和数理科学更加紧密地结合必将促进混凝土寿命预测的更深入研究,从而实现根据预期使用寿命对混凝土进行耐久性设计的目标。

海工混凝土使用寿命预测研究

在前人关于混凝土中氯离子迁移的影响因素的研究成果基础上,以Fick第二定律为基本模型,引入了混凝土中氯离子扩散系数的时间修正因素、吸附修正因素、温度修正因素、应力和裂缝状态修正因素等,结合可靠度理论,建立了海工混凝土寿命预测模型及其计算软件SLPMC,并将其应用于实际工程混凝土的设计计算和寿命预测.

基于氯离子渗透的海工混凝土寿命预测模型进展

在研究国际上近年来基于氯离子渗透的混凝土寿命预测模型的基础上 ,分析和总结了其发展趋势 ,提出了一些看法和认识 ,对于我国借鉴国际经验 ,建立合理的、有针对性的多种因素作用下的混凝土寿命预测模型和制定相应的耐久性设计标准具有参考意义。

粉煤灰混凝土的多因素寿命预测模型

通过快速碳化试验，研究了不同粉煤灰掺量（0—60％）、不同养护龄期（1，3，7，28，90d）、不同弯曲荷载率（0，25％，50％）对m（W）／m（C）=0．34混凝土的碳化影响，并建立了综合考虑粉煤灰掺量、养护龄期、荷载率、环境温度、结合能力以及混凝土的CO2扩散系数时间依赖性的多因素寿命预测模型．结果表明：混凝土的CO2扩散系数与粉煤灰掺量成二次函数关系，粉煤灰掺量30％左右最佳．混凝土的CO2扩散系数随养护龄期的增加而降低，随荷载率的增加而增加．其关系分别符合指数关系和乘幂关系．使用多因素碳化寿命预测模型对大桥的箱梁和索塔进行预测，箱梁的运营寿命为211年，索塔为167年．增加养护龄期或提高保护层厚度是提高大掺量粉煤灰结构混凝土寿命的重要途径．

基于冻融损伤抛物线模型的再生混凝土寿命预测

混凝土冻融损伤不仅会影响工程结构的外观与正常运行,还可能影响工程安全及耐久性,缩短工程的寿命.本文借助损伤力学原理,以相对动弹模量损失为损伤变量,提出了混凝土损伤抛物线模型,利用前人的研究结果对模型精度进行了验证.采用对比试验,分析了C40再生混凝土冻融损伤失效过程,利用损伤抛物线模型对再生混凝土寿命进行了预测.结果表明,损伤抛物线模型精度较高,满足工程应用的要求,再生混凝土的寿命可达到50年耐久性设计指标.

多因素作用下混凝土碳化模型及寿命预测

本文在回顾国内外混凝土碳化模型的基础上,考虑了包括荷载、温度、湿度及碳化速率系数时间依赖性等因素,结合试验结果初步建立了包括荷载在内的多因素作用下的混凝土碳化模型,并结合具体工程进行了寿命预测。

FRP筋及其增强砼的耐久性与寿命预测

讨论了一种新型纤维增强聚合物筋(FRP筋)的制备方法、性能特点、耐久性影响因素及性能劣化机理,分析研究了当前国外FRP筋及其增强砼的耐久性试验、耐久性设计及寿命预测方法,提出了目前FRP筋及其增强砼耐久性及寿命预测研究中存在的问题和改进的研究方法及思路,为我国开展FRP筋增强砼的耐久性研究和建立相应的寿命预测模型提供参考.

胶州湾海底隧道衬砌混凝土服役寿命预测

胶州湾海底隧道是中国自行建造的第2条海底隧道,其设计服役寿命为100 a。分析了海底隧道衬砌混凝土的服役环境,建立了综合考虑氯离子扩散、碳化和弯曲荷载影响的服役寿命预测模型。调查了海底隧道现行施工里程的混凝土耐久性关键参数,建立了海底隧道混凝土氯离子扩散系数与回弹强度间的函数关系,通过预测模型计算了混凝土中氯离子随时间的演化规律及衬砌混凝土服役寿命。结果表明:隧道衬砌混凝土的保护层厚度波动值-4(-6)^+15 mm,标准养护衬砌混凝土氯离子扩散系数均值为2.1(2.7)×10-12m2/s,混凝土中初始氯离子浓度小于0.35kg/m3。隧道衬砌混凝土氯离子扩散系数与回弹强度呈线性函数关系,施工里程内氯离子扩散系数波动为1.5~3.5×10-12m2/s。基于模型计算,胶州湾海底隧道左右线衬砌混凝土的服役寿命均超过100 a。

面向广义数学形态颗粒特征的灰色马尔科夫剩余寿命预测方法

在滚动轴承状态监测与故障预测领域中,针对滚动轴承退化特征提取这一关键问题,提出了一种基于广义数学形态颗粒的特征提取新方法,该方法以数学形态颗粒分析为理论基础,在形态运算中引入腐蚀和膨胀算子,以计算出的广义数学形态颗粒值作为特征指标,定量地反映滚动轴承的性能退化程度。分别通过仿真信号和实例信号对该方法进行了有效性验证。在此基础上,为准确拟合滚动轴承性能退化过程的整体趋势与随机波动规律,将灰色马尔科夫模型应用到滚动轴承剩余寿命预测中,从而建立一种基于广义数学形态颗粒与灰色马尔科夫模型的剩余寿命预测方法。依托杭州轴承试验研究中心进行了滚动轴承疲劳寿命强化试验,以采集得到的轴承内圈全寿命试验数据验证了方法的有效性。

高强混凝土的抗冻性与寿命预测模型

在分析总结国内外高强混凝土抗冻性基本理论的基础上 ,结合试验结果对高强混凝土冻融循环寿命预测模型进行了比较研究 ,提出了基于冻融累积损伤的幂函数模型 ,认为冻融累积损伤的数学模型明显优于传统的动弹性模量衰减模型 ,同时应用累积损伤幂函数模型量化评估了非引气条件下掺加纳米粉体和缓凝剂对高强混凝土冻融循环使用寿命的影响。

高性能混凝土抗硫酸盐侵蚀耐久寿命预测初探

根据南京地铁工程高性能混凝土在硫酸盐侵蚀环境下的试验研究结果,初步建立了基于混凝土衰变规律的抗硫酸盐侵蚀耐久寿命模型,并对该工程进行了寿命预测。

基于冻融损伤和表面剥落的氯离子扩散模型修正与应用

基于混凝土氯离子扩散能力与冻融损伤的动态相关性,借助工程调查得到的混凝土结构表面剥落深度计算式,建立了同时考虑混凝土冻融损伤和表面剥落的氯离子扩散修正模型.通过某立交桥桥面板混凝土和胶州湾海底隧道洞口段衬砌混凝土实测数据,对提出的修正模型进行了工程验证和应用.研究表明:在盐冻环境中应用该修正模型的预测结果与实测数据吻合度高,且模型简单,便于工程应用.

某型涡喷发动机使用寿命的评定方法

给出了可修系统使用寿命的定义， 根据涡喷发动机的试车数据， 提出了应用ＡＭ－ＳＡＡ－ＢＩＳＥ模型评定使用寿命的步骤与方法， 并用数值例说明了这些方法。

基于耐久性的混凝土寿命预测方法研究进展

混凝土耐久性劣化导致其耐久寿命降低,这在国内外是一个普遍问题。气候和环境影响是重要的损伤因素。研究混凝土耐久性寿命预测对其结构使用寿命非常重要。讨论了已有主要的寿命预测模型,包括快速试验方法模型、基于材料性能劣化的数学模型和概率分析法模型。此外,基于以前的研究成果论述了混凝土耐久性寿命预测过程中需要注意的关键问题,并对其做了展望:综合确定混凝土结构耐久性的评定指标体系,并考虑指标间的相关性;考虑不同地区环境因素相对国家标准试验方法对耐久性影响的偏差;在室内试验时有必要建设人工模拟环境变化试验室;基于模型的寿命预测由确定型向可靠度型或概率型转变,注意提高参数估计的精确性。

修正的氯离子在混凝土中的扩散模型及其工程应用

通过参数定义对Fick定律的假定进行修正,推导氯离子在混凝土中扩散的多因素修正模型,综合考虑氯离子扩散系数的时随效应、混凝土的氯离子结合能力和混凝土自身缺陷对扩散过程的影响.经分析试算,给出模型中参数的取值.利用修正的扩散模型,推导定值法、基于概率性能和基于时变可靠度的混凝土结构工作寿命预测方法,并采用上述方法对一在建的实际工程进行寿命预测.结果表明,基于时变可靠度的预测方法不仅可以考虑氯离子扩散系数及混凝土保护层厚度的随机特性,而且可以方便地考虑环境变量的随机特性,通过调整目标可靠度得到的预测结果与定值法和基于概率性能的预测方法的结果相吻合.

酸性环境下混凝土寿命预测模型的建立及应用

采用模拟加速试验的方法,研究酸性腐蚀条件下混凝土性能劣化规律,旨在建立一个合理的酸性环境下混凝土寿命预测模型。预测酸性环境下混凝土寿命主要通过3种方式:1)根据灰色系统理论,利用GM(1,1)模型预测其强度变化规律;2)根据Arrhenius定理构建预测模型,利用试验强度变化数据预测混凝土寿命;3)通过研究酸性环境下混凝土中性化深度变化规律来达到辅助预测的效果。结果表明:根据灰色系统理论或Arrhenius定理构建的预测模型,对酸性环境下混凝土进行寿命预测的准确性较高;同时提出了结合中性化深度变化规律进行综合分析的设想。