基于相对损伤谱的试验场耐久性试验关联方法

针对某4×2轻型快递载货车用户使用场景,通过现场调研确定用户数据采集路线、路面比例、行驶车速、载重情况等,在悬架、车桥、转向、车架系统上根据零部件受力特征及CAE仿真分析所得危险点处布置相应传感器,通过分析车辆在用户典型路面和试验场特征路面上的频响特性,根据损伤等效原理,针对应变通道利用相对损伤谱关联矩阵求解约束条件下的试验场特征路面循环次数,然后考虑试验成本、试验效率,结合专家组评审确定试验方案,最后通过频域损伤直方图和雨流计数法验证试验方案,并最终确定关联用户使用场景的试验场整车耐久性试验行驶规范。

土-结构相互作用对消能减震结构损伤谱的影响

消能减震结构是一种应用广泛的结构抗震体系,文中研究地震荷载下土-结构相互作用(SSI)对消能减震结构Park-Ang损伤谱的影响。消能减震结构模拟成恢复力体系为Takeda滞回模型的单自由度体系,消能减震装置假设为黏滞阻尼,地基土的动力特性采用系统化的集总参数模型表示。研究表明无论是否考虑土-结构相互作用,随着结构阻尼比的上升,消能减震结构的Park-Ang谱在整个周期段上都得到很大的降低。然而,当消能减震结构总体阻尼比达到15%~20%时,随着地基土的剪切波速下降,整个周期段上Park-Ang损伤谱都会呈现出加大的趋势。与非减震结构相比,消能减震结构需要考虑SSI效应可能产生的不利影响。

疲劳损伤谱时域、频域计算方法及其等效性验证

目的验证疲劳损伤谱时域计算方法与频域计算方法的等效性。方法将疲劳损伤谱的时域方法与频域方法编写为MATLAB程序,以典型载荷加速度功率谱为例,反推其加速度时程,分别用加速度功率谱、加速度时程数据通过频域及时域方法计算疲劳损伤谱,对比疲劳损伤谱曲线,从而验证时域算法与频域算法的等效性。结果疲劳损伤谱的低频部分,时域方法得到的疲劳损伤大于频域结果;高频部分,时域算法与频域算法得到的曲线结果基本一致。结论疲劳损伤谱的时域算法与频域算法具有等效性。

基于相对疲劳损伤谱的整车疲劳耐久试验加速方法研究

提出一种基于相对疲劳损伤谱的疲劳耐久试验加速方法。以某轿车为研究对象,在试验场采集轴头加速度信号和减振器位移信号,以结构耐久性试验程序的相对疲劳损伤谱为目标,通过优化算法对试验程序进行优化,在保证相对疲劳损伤谱一致前提下,最大限度地缩短试验周期。

单自由度体系损伤谱及其应用研究

为合理地揭示结构在地震作用下的弹塑性行为,该文考虑结构最大弹塑性位移和累积滞回耗能的耦合影响,建立了单自由度(SDOF)体系损伤谱,提出了一种基于损伤谱的抗震性能评价方法。依据Park-Ang双参数地震损伤模型,通过大量的SDOF弹塑性时程分析计算,建立了基于强度折减系数的4类场地损伤谱。在统计平均和回归分析的基础上,得到了简化的损伤谱表达形式。算例验证了基于损伤谱的抗震性能评价方法的合理性。算例分析表明,按该文方法可以合理考虑累积滞回耗能对结构损伤的影响,其计算结果与时程分析结果具有较好的一致性,因而能够从统计意义上对结构的损伤程度进行评价。

损伤谱在结构抗震性能评估中的应用

改进能力谱法可以较好地评估结构抗震性能,在工程中得到了广泛的应用。本文在此基础上指出,由改进能力谱方法求得的延性是结构的延性需求,并不是结构的实际延性能力,不能以此代表结构在罕遇地震作用下的实际抗震能力。其次,基于弹塑性损伤反应谱(简称"RD谱"),结合模态Pushover分析,提出了基于RD谱的能力谱分析方法,通过RD谱分析所得的延性是结构的实际延性能力,从而可进行结构的抗震能力验算,并给出结构延性富余度的概念,即可明确结构经历某一级地震作用后体系所含的延性富余度。模态Pushover分析可有效地考虑结构高振型的影响,提高了结果的分析精度。最后,通过例题分析,说明了本文方法的方便性和可行性,文中分析结果反映了结构抗倒塌能力,通过与改进能力谱法的所得延性需求或位移需求进行比较,可求出结构体系所含的延性富余度。

从损伤谱解读汶川大地震震害

汶川地震造成了大量的房屋结构损毁倒塌,经济损失巨大。本文依据Park-Ang双参数地震损伤模型,通过大量的单自由度弹塑性时程分析计算,建立了基于强度折减系数的四类场地损伤谱,分析了位移延性水准、强度折减系数、初始自振周期对损伤指数的影响。从损伤谱的角度出发,探讨了汶川地震长持时对结构损伤的影响,阐明了结构初始自振周期对多层结构破坏的影响,考察了位移延性水准与局部倒塌的关系。本文损伤谱的建立为后续基于损伤谱的抗震性能评价方法的提出打下了基础。

DNA损伤谱的模拟和分析

电离辐射可以导致DNA的简单损伤或复杂损伤。复杂损伤可能引起细胞的死亡和基因突变,损伤的复杂程度对DNA的修复有很大的影响。研究DNA损伤谱对于细胞的修复、凋亡以及放射治疗等有重要意义。利用国际上现有的少量DNA损伤谱的计算结果,用一个简单模拟电离辐射致DNA损伤谱的算法模拟计算并分析了DNA损伤谱,分别给出了电子、质子和α粒子的参数,再现了径迹结构计算的结果。

基于疲劳损伤谱的地铁车辆设备安装座铝合金焊缝加速寿命研究

以地铁底架设备安装座铝合金焊缝为研究对象,采集线路实际运行过程中的加速度激励,基于疲劳损伤谱(fatigue damage spectrum, FDS)理论,提出一种非高斯激励的加速方法。首先计算实测输入信号的峭度、偏斜度,以此检验输入信号的非高斯分布特性,结果表明所有任务段激励均服从非高斯分布。为每个任务段激励选择合适的FDS计算方法,设置加速参数,基于损伤等效原则构建加速功率谱密度(power spectral density, PSD),以此作为后续台架试验的激励输入。建立有限元模型,计算支架焊缝加速疲劳寿命。开展台架振动试验,进行验证。试验与仿真疲劳寿命进行对比,结果表明其加速疲劳寿命相对误差为0.57%,加速比达到21 722.26,加速有效,该方法编制的加速PSD激励可以在5 h内反映支架安装座30年的服役情况。为车辆其他设备加速谱的编制提供参考。

基于疲劳损伤谱的动力电池包振动标准分析

为分析动力电池包振动标准的严苛程度,提高电池包结构设计的可靠性,引入频域随机振动疲劳与疲劳损伤累计理论,同时考虑振动激励的方式、持续时间、幅值、带宽等各因素的影响,以疲劳损伤谱作为评价振动标准严苛程度的统一尺度,分别计算了国内外主流动力电池包振动标准的疲劳损伤谱,并对不同频带上各标准的严苛程度进行了分析,着重分析了动力电池包3个振动相关标准的差别,指出了其对电池包结构设计的影响。

基于疲劳损伤谱的随机振动试验方法在智能电表模拟公路运输中的研究

目的解决传统试验精确度差、仿真程度低的问题,验证智能电表在随机振动过程中的可靠性。方法将基于疲劳损伤谱的等效随机振动试验方法运用到智能电表公路运输振动试验中,首先提出疲劳载荷谱的概念及其获取方法,并对采集的振动数据进行处理,得到用于加速振动试验的功率谱密度,最后验证基于疲劳损伤谱的随机振动试验方法应用于智能电表模拟公路运输方法的可行性及优势。结果使用该方法加速试验前后的累计疲劳损伤误差为6.4%。结论该方法不但能大幅减少试验时间,同时能够节省大量人力、物力资源。

考虑频域损伤谱的试验场耐久规范优化方法

根据用户调研分析结果,设计用户数据采集路线以及载重比例,并在车辆关键结构件上布置相应传感器,采集用户及试验场载荷数据,综合考虑试验场各特征路面、车速等参数的耦合特性,研究车辆系统的频率响应分布,在损伤及雨流等效的基础上,利用频域损伤谱优化耐久试验规范,使试验场规范在频域分布上贴近用户实际路面。

基于疲劳损伤谱的转向架设备振动载荷谱编制研究

轨道车辆转向架设备服役环境复杂多变,编制合适的振动载荷谱对结构可靠性设计具有重要意义。目前,通常基于实测振动载荷能量值或特定运行条件下平稳高斯振动载荷编制设备载荷谱(以功率谱密度形式表征),但这与设备实际承受的非平稳振动载荷不具有等损伤能力。因此,提出一种基于疲劳损伤谱的非平稳振动载荷的等损伤载荷谱编制方法,即利用时域法求解非平稳振动载荷疲劳损伤谱,再反解出与其具有等损伤能力的振动载荷谱;然后,通过轮缘润滑设备线路实测振动加速度与动应力,验证振动载荷谱编制方法有效性;最后,基于轨道车辆一个维护周期内转向架振动加速度线路跟踪数据,编制设备振动载荷谱。研究结果表明,基于提出方法编制的转向架设备振动载荷谱,可以有效地表征振动载荷能量频域分布特性且包含高振动能量,与非平稳振动载荷具有等损伤能力;同时,相比于常用方法编制的振动载荷谱,评估设备的疲劳损伤与设备实测应力评估的疲劳损伤也更为接近。

基于纸质文物最小损伤谱的博物馆光源设计

博物馆是国家和地区的历史文化重地,有很大保护意义。本文设计了一种基于纸质文物最小损伤谱的博物馆舒适光源,将109种单色LED数据库中对应最小损伤波段的单色LED与白光LED拟合,通过所需LED数量以及拟合对比度两个角度得到光谱组合方案,完成了对最小损伤谱的单色LED拟合。利用Lighttools软件进行光源混光设计,最终得到了色温为3101 K,显色指数为93的博物馆纸质文物照明光源,该光源不仅能够减少对纸质文物的光致损伤,更能提供更舒适的博物馆照明环境,对博物馆的照明发展有良好作用。

主余震序列型地震动的增量损伤谱研究

为定量评估余震对主震损伤结构所造成的二次损伤,该文对主余震序列型地震动的增量损伤谱进行了研究。挑选533条真实主余震序列作为输入,采用Park-Ang(1985)损伤指数定义地震损伤,通过计算结构在主震和主余震序列作用下的损伤差值,定量评价余震对结构所造成的增量损伤。研究结果表明:余震对主震损伤结构所造成的增量损伤的变异性较强。某些主余震序列会对结构造成非常显著的增量损伤,而某些主余震序列却不会对结构造成明显的增量损伤。相比于短周期结构,中长周期结构在主余震序列作用下的增量损伤更大。若主震卓越周期高于余震卓越周期,则该主余震序列可视为不利主余震序列,对结构可能造成较大增量损伤。

腹部创伤器官损伤谱及伤情谱调查分析

目的 探讨近年来腹部创伤器官损伤谱及伤情谱的变化。 方法 对 1999～ 2 0 0 1年我院收治 2 4 7例腹部创伤器官损伤谱、伤情谱、受伤人员的性别、年龄、职业、伤因等资料进行分析 ,伤情按简明损伤定级标准 -损伤严重度评分 (AIS -ISS)法评分。 结果 1999～ 2 0 0 1年腹部创伤患者分别为 5 4 ,72 ,12 1例。治愈 2 4 1例 ,死亡 6例 ,病死率 2 .5 %。 2 4 7例有 2 92个腹部器官损伤 ,按发生的频率依次为脾 12 6例 (4 3.2 % )、肾 5 5例 (18.8% )、肝 4 0例 (13.7% )、小肠 19例(6 .5 % )、膀胱 14例 (4 .8% )、胰 11例 (3.8% )、结肠 11例 (3.8% ) ,其他分别是胃、十二指肠、直肠。≤ 4 0岁 192例 ,占 77.7%。伤因前三位分别是交通伤 95例 (38.5 % )、跌伤 5 4例 (2 1.9% )、踢伤及拳击伤 36例 (14 .6 % )。仅有腹内脏器伤 16 8例 ,AIS =3的 80例 (4 7.6 % )、=4的 32例 (19.0 % )、=5的 10例 (6 .0 % ) ;多发伤 79例 (32 .0 % ) ,ISS≥ 16的 2 7例 (34.2 % ) ,其中≥ 2 5的 8例 (10 .1% )。 结论 随着车辆和流动人员的逐年增加 ,交通伤、意外伤及斗殴等引起的腹部创伤也逐年增多。受伤人员以农民、学生、工人最多。受伤器官以实质脏器脾、肾、肝居前三位。AIS为重伤以上的大于半数。为减少腹部创?

防暴动能弹冲击损伤谱与损伤机制研究进展

防暴动能弹自诞生伊始就频繁引发过度伤害事件,为提高其安全服役水平,针对主流的橡皮弹和布袋弹构建了冲击损伤谱,厘清了两种弹丸在人体各部位可能导致的损伤类型,分析了损伤谱的应用领域;根据弹丸冲击所致胸廓偏转率的不同,将钝性弹道冲击损伤机制分为挤压和剪切响应机制、粘性响应机制和爆炸响应机制三种类型,分别对应于组织和器官的弹性阻力响应、压力波传播与反射,以及冲击波效应三种响应特性;从安全设计、射击操作、抵近射击和损伤救治四个方面分别提出了均质橡皮弹、布袋弹和复合型动能弹的安全性能提升建议,可为不同类型防暴动能弹的实战应用提供安全指导。

基于损伤特征向量谱的桩板式挡土墙损伤预警

对结构动力系统响应信号间的虚拟脉冲响应函数进行小波包分解得到小波包频带能量谱,引入剩余频带的概念,创建特征频带向量谱,并在特征频带向量谱的基础上构建损伤特征向量谱。当损伤特征向量谱为零向量时,挡土墙不存在损伤;当损伤特征向量谱为非零向量时,挡土墙存在损伤。为了量化挡土墙的损伤状态,提出2个损伤预警指标:能量比均方差D_(IS)和能量比变异系数C_(Ⅳ)。对某桩板式挡土墙进行锤击振动试验,通过损伤预警指标对不同损伤状态下的挡土墙进行损伤识别。研究结果表明:当DIS=0,C_(Ⅳ)=0时,挡土墙不存在损伤;随着D_(IS)和C_(Ⅳ)的增大,挡土墙的损伤程度增大。因此,预警指标D_(IS)和C_(Ⅳ)不但可诊断挡土墙是否存在损伤,而且可识别挡土墙的损伤程度,可用于挡土墙结构的损伤预警。

基于飞参数据的过载谱损伤g-S对照算法

将名义应力法应用于过载谱的损伤计算,已有的算法要求条件较多,损伤值偏大。基于名义应力法的理论基础,充分利用疲劳界的成果积累,提出估算过载谱损伤的g-S对照算法。直接采用已知★N曲线,在过载与应力、应力与寿命、寿命与损伤各变量间依次建立关联,使用Miner理论估算谱损伤,结果符合通常的损伤值概念。试验表明用g-S对照法估算过载谱损伤误差较小,与实际损伤相关性较强,在各种谱型下表现稳定,优于同类算法。

基于实车路谱的燃料电池堆台架耐久试验方法分析

文章主要研究目的为车用燃料电池堆在实际道路工况下的振动响应特性及台架试验验证方法的搭建,因此,基于实车采集了燃料电池堆在试验场8种强化坏路下的振动谱,分别计算了各路面对应的疲劳损伤谱,进而依据Miner损伤准则以及该车燃料电池堆的振动耐久目标,得到了台架等效耐久试验需要的随机振动功率密度谱,在台架上可等效模拟8种试验场强化坏路每轴108 h的振动耐久试验。同时,为了达到进一步加速试验的目的,文章将每轴振动耐久试验时长压缩至最低33 h,且台架加速耐久试验的功率密度谱产生的极限响应谱整体小于8种试验场强化坏路的冲击响应谱的最大响应谱,且保证燃料电池堆在开展台架加速耐久试验时,不会产生不切实际的高负荷载荷。因此,该研究提出了一种可以在台架上进行车载工况的振动研究,可以有效的缩减试验时间。