营运长途客车驾驶员疲劳累积规律及模型研究

研究营运长途客车驾驶员的疲劳累积规律是保障公共交通安全的需要。针对黑龙江省海伦市营运长途客车驾驶员,设计疲劳累积随车实验,采集驾驶员状态视频及驾驶员感知判断能力、自我主观疲劳评价等指标,利用视频分析处理软件将驾驶员状态视频转化为PERCLOS-P80值,以此作为疲劳程度的衡量指标。分别从原始疲劳和驾驶疲劳2个方面,对营运长途客车驾驶员疲劳累积规律进行分析,得出原始疲劳与前1d的实际睡眠时间呈负相关、与驾驶时间差呈正相关;驾驶疲劳与原始疲劳及连续驾驶时间呈正相关、与累计休息时间呈负相关的结论。建立了疲劳累积与驾驶员工作、休息时间的关系模型,运用回归技术对模型进行标定,其拟合优度达到0.929。在此模型的基础上,对不同原始疲劳值的驾驶员提出了连续驾驶时间的风险临界值(F=0.3时),给出了营运长途客车驾驶员工作休息建议,为其安全驾驶提供指导。

多孔低噪路面沥青混合料承载疲劳预测仿真

采用已有方法预测沥青混合料的承载疲劳时,忽略了对沥青混合料已有损伤的分析,导致沥青混合料裂纹扩展角、裂纹深度和裂纹长度的预测结果不准确,应用有效性较差。现提出多孔低噪路面沥青混合料承载疲劳预测方法。设定多孔低噪路面的疲劳损伤参量,建立沥青混合料的疲劳损伤累积模型。分析荷载作用下多孔低噪路面沥青混合料产生的疲劳损伤,并以此为依据预测沥青混合料的承载疲劳。仿真结果表明,所提方法可精准的预测裂纹扩展角、裂纹深度和裂纹长度,实验结果验证了所提方法的整体应用有效性。

基于改进灰色模型的疲劳寿命预测及可靠性评估

针对试验件中对数疲劳寿命均值随应力水平具有线性关系,但方差却具有波动性的状况,引入改进灰色模型对两者进行仿真分析。采用粒子群优化算法对模型多个参数进行估计。结果显示对数疲劳寿命均值与试验数据吻合良好,具有很好的线性关系;波动方差的拟合曲线顺滑,不仅清晰地定性显示其发展趋势,还能够定量地对均值和方差进行预测,尤其是对疲劳极限以下的寿命均值和方差的预测,避免了经验公式的使用。利用改进灰色模型预测得到的疲劳寿命均值和方差,结合疲劳累积损伤模型对块谱作用下的试验件可靠性进行了评估;通过中位秩计算试验件的失效概率,验证了可靠性仿真结果的正确性。

循环载荷下纤维薄板增强RC梁的疲劳性能研究

通过建立循环载荷下碳纤维薄板(CFL)增强RC梁的累积损伤模型,并与增强梁的疲劳试验结果进行对比,研究增强构件的疲劳性能和损伤、破坏过程。试验发现CFL增强RC梁的疲劳损伤演化历程包括混凝土开裂、CFL与混凝土剥离、钢筋屈服等过程,具有明显的疲劳损伤成核、稳定扩展、失稳扩展三阶段发展规律,根据增强梁的载荷、挠度历程可以得到抗弯刚度演化历程。研究结果表明用CFL增强RC梁的剩余抗弯刚度来度量其疲劳损伤变量具有明确的物理意义,在此基础上建立的疲劳损伤演化方程能够准确模拟CFL增强RC梁的疲劳损伤破坏过程,进一步结合抗弯刚度可预测其剩余疲劳寿命。

轻型钢-UHPC组合桥面板的疲劳可靠性评估

为了研究轻型钢-超高性能混凝土(UHPC)组合桥面板的疲劳可靠性,以广东虎门大桥为实例,建立局部梁段有限元模型,基于可靠度理论和疲劳累积损伤模型,计算并对比钢-UHPC组合桥面板和沥青混凝土铺装桥面板易疲劳开裂细节的疲劳可靠度,并研究UHPC层厚度等参数对轻型组合桥面板疲劳使用寿命的影响。研究结果表明:与沥青混凝土铺装桥面板相比,轻型组合桥面板可有效提高桥面板各疲劳细节的疲劳可靠度,延长其疲劳使用寿命;UHPC层厚度、交通量增长率以及车辆超载对轻型组合桥面板疲劳细节的疲劳使用寿命均有显著影响:当UHPC层厚度在一定范围(35~55 mm)时,厚度每增加10 mm,疲劳使用寿命至少延长37%;当年交通量增长率为5%时,疲劳使用寿命缩短超过45%;当车辆超载率为50%时,疲劳使用寿命缩短约70%。

基于腐蚀损伤表征因子的疲劳寿命衰减影响研究

应用MIT(Mean Impact Value)方法对LY12CZ铝合金试件疲劳寿命产生影响的腐蚀损伤表征因子进行筛选,得到了对疲劳寿命衰减影响较大的5个腐蚀损伤表征因子。定义了腐蚀疲劳寿命累积衰减函数与疲劳寿命衰减速率函数,建立了寿命累积衰减模型,验证了该模型的准确性,并以腐蚀损伤表征因子和腐蚀累积衰减函数为数据样本,用BP神经网络、自适应滤波的LMS算法分别预测了不同年限下的疲劳寿命。与实验测得的疲劳寿命数据对比后得出,BP神经网络、LMS方法计算产生的误差在工程上可以接受。

装配式建筑连接构件疲劳损伤智能检测方法研究

为克服传统构件疲劳损伤检测方法存在的灵敏度低、检测耗时长的问题,研究以提高检测效果为目的,借助超声波辅助技术设计了一种新的装配式建筑连接构件疲劳损伤检测方法。针对装配式建筑连接构件的特殊性,定义装配式建筑连接构件的损伤变量,并建立连接构件疲劳损伤累积模型。然后引入疲劳损伤线性累积理论计算构件的初始极限强度,在此基础上,将构件应力应变关系与超声波动方程有机结合,得到超声波在构件中传播的非线性效应,从而实现对构件疲劳损伤的检测。实验结果表明:该方法可从检测灵敏度、检测耗时、检测准确度3个角度有效提高检测性能和效果。

碳纤维布加固钢筋混凝土吊车梁的疲劳损伤机理及损伤累积性能研究

以碳纤维布(CFRP)加固损伤钢筋混凝土吊车梁的抗弯疲劳试验研究为基础,分析了加固吊车梁中钢筋疲劳破坏产生的原因,揭示了CFRP加固钢筋混凝土吊车梁的疲劳破坏机理。建立了碳纤维布加固钢筋混凝土吊车梁的疲劳累积损伤模型,并根据所建立的吊车梁的疲劳累积损伤模型,对本文试件进行了疲劳损伤程度分析。研究表明,采用CFRP加固钢筋混凝土吊车梁的剩余抗弯刚度来度量其疲劳损伤变量,具有明确的物理意义。在此基础上,建立的疲劳损伤演化方程能够准确模拟CFRP加固钢筋混凝土吊车梁的疲劳损伤破坏过程。