设置多级屈服耗能BRB的桥梁排架墩等能量设计方法

传统防屈曲支撑(BRB)被广泛用于桥梁排架墩的减震控制,但其屈服后刚度较低和变形能力较小,难以有效控制强震下的峰值位移和残余位移。为此,将传统单一材料组成的BRB核心变形段替换为两种具有不同屈服点的材料,使其整体力学特性呈分级屈服的多线性,形成多级屈服耗能的防屈曲支撑(MSBRB)。将MSBRB作为保险丝构件应用于排架墩以提升其抗震性能,采用等能量的设计方法,以设置MSBRB排架墩体系的能力曲线为设计目标,考虑体系在逐渐增强的地震动荷载作用下的塑性发展机制和能力曲线特征,在中国公路抗震设计规范基础上发展了三阶段的抗震设计流程。最后,结合一排架墩设计案例并通过非线性时程分析证明了所提出设计方法的可行性和准确性。结果表明:设计方法可以较好地预测不同地震水平下MSBRB排架墩体系的性能状态,设计值与模拟值最大误差不超过6%,能达到不同地震水平的设计目标;设置MSBRB能显著降低排架墩的墩顶位移,E2地震作用水平下可使排架墩保持弹性状态,在更强的地震水平下也可有效降低排架墩的损伤,说明MSBRB可更为高效地提升排架墩抗震性能,实现排架墩的损伤控制。

数控机床能量设计因子提取方法研究

针对数控机床能量利用率偏低的现状,将使用阶段能量优化作为目标融入机床设计中,并引入能量设计因子的概念。建立了数控机床使用阶段能耗模型,针对其中具有能量特性的单元———机械传动系统、电气控制系统、辅助系统,识别出能量因素,对其中的强可控能量设计因素集F进行定量与定性分析,提取出能量设计因子集C。此外,建立了能量设计因子耦合分解机制,并对载荷损耗系数b与极限切削宽度bDlim进行了耦合分解。

基础隔震结构的能量设计方法

本文以能量分析方法为基础，解释了基础隔震结构体系的能量设计原理和设计准则．根据作者建立的标准能量设计反应谱曲线，结合我国现行的抗震设计规范，建立了基础隔震结构体系的能量设计方法，通过能量平衡关系对隔震层的变形反应进行预测．最后通过算例说明能量设计方法具有一定的可靠性，为该类体系的进一步推广奠定了基础．

基于优选级评定的能量设计因子耦合分解机制

能量设计因子作为产品设计信息与能量特性的联系桥梁,一般与众多设计元素存在耦合关系,难以直接转换成设计过程需要的设计参数或控制措施,针对此问题,建立了能量设计因子耦合分解机制。耦合分解机制的主体由耦合性质分析、耦合元素关系矩阵构造、耦合元素设计优先级评定、能量设计参数与取值建议(或控制措施与控制目标)获取四个核心环节构成。以数控机床的耦合能量设计因子极限切削宽度bDlim为例,对耦合分解机制进行了说明。

热舒适空调的能量设计因子研究

为确定热舒适需求与空调节能设计过程中的关键能量设计要素之间的关联性,提出了一种基于热舒适的空调能量设计因子提取及其重要度计算方法。在热舒适空调节能设计过程框架的基础上,建立了基于热舒适需求的功能质量屋,并将热舒适性转化为空调功能及权重等设计信息;分析功能的能量特性,针对与能耗相关的功能,给出了能量设计因子提取策略,以及能量设计因子对热舒适及能耗综合影响程度量化方法。以家用空调为例,提取了基于热舒适的能量设计因子,对容积效率和传热系数两项耦合因子进行了分解,并对整体层能量设计因子的热舒适性及能耗的影响系数进行计算,按综合影响系数由大到小排序,结果为压缩机功率、系统控制方式、通风量和换热量。

面向产品能量优化的能量设计因子研究

以机电产品的能量属性为研究对象,提出能量设计因子概念,并应运于机电产品在使用阶段的节能优化设计中。基于产品在使用阶段功能分析的基础上,提取产品能量消耗信息;运用键合图等理论,分析产品使用阶段的能量因素与能量消耗之间的关系,建立能量消耗模型,提取能量设计因子,并应用于产品能量优化设计中。最终以摩托车的离合器为实例,将对其提取的能量设计因子作为优化设计目标和主约束条件,并以降低能耗为目标,进行能量优化设计,结果表明能量设计因子可以量化控制离合器使用阶段的能量属性。

消能减震结构能量设计方法研究

基于能量分析的消能减震结构设计方法是未来抗震设计的发展方向,但是如何将基于能量的设计方法应用于实际工程中,还有许多工作要做。综合考虑现行抗震设计规范,以实现中震弹性为目标,提出了一种基于弹性的消能减震结构能量设计方法。该方法首先以能量反应谱研究成果为基础,提出了适用于我国的能量反应谱。通过能量反应谱计算结构总输入能,然后设定阻尼器附加给结构的有效阻尼比并估算出需阻尼器耗散的能量,进而计算阻尼器的数量。通过一个实例具体说明了该方法的设计流程。分析结果表明,该设计方法减震效果显著,能够实现中震弹性的要求。

凸轮式响应放大摩擦阻尼器基于性态目标的能量设计方法

在前期对凸轮式响应放大摩擦阻尼器(cam type response amplification device with friction damper,CRAD-FD)研究的基础上,对安装该阻尼器的单自由度体系建立了能量方程,推导了简谐荷载作用下CRAD-FD单圈滞回的能量解析解;基于消能减震结构标准能量设计反应谱,提出了CRAD-FD基于性态目标的能量设计方法;以某10层RC框架结构为例,在设防、罕遇、极罕遇地震作用下验证了该方法的可靠性。研究表明:所推导的CRAD-FD的能量解析解正确,所提出的基于性态目标的能量设计方法可靠;消能减震结构通过CRAD串联小吨位摩擦阻尼器的减震与耗能效果可与直接安装大吨位阻尼器的效果相差无几或更优,体现了CRAD的响应放大效应。

气力输送能量设计法

介绍了气力输送能量设计法,它区别于传统的阻力设计法,是建立在能量守恒定律基础上,将气流对物流输送过程,归结为气流能量向物料转移过程,将气流因此造成的压力、体积以至温度的变化,统一到对气流能量变化的计算中来,而将不同状态物料流从气流中获得的势能和动能作为基本受能量,求解与气流能耗的平衡。能量设计法与传统阻力设计法及其丰富的信息数据系统相容,设计过程中可以全面借用,且更适应密相高压气力输送系统的统筹设计,实测、验证方法简单易行。通过设计实例,得到较高效能比和较为准确的实际结果。

高压脉冲电子点火器的能量设计与检测

高压脉冲电子点火器应用范围非常广泛,因其起点火引燃的作用,对于输出点火能量要求较高。本文通过对高压脉冲电子点火器的原理分析,谈谈能量设计与检测方法。

考虑结构损伤的消能减震结构能量设计方法

与基于承载力和基于位移方法相比,基于能量的抗震设计方法能够更为全面的评估结构抗震性能。该文从能量的角度提出了一种考虑主结构损伤耗能的简化抗震设计方法,将结构滞回耗能设计由阻尼器和主结构共同承担,并据此用等效阻尼比将损伤引入到主结构,通过延性系数建立了结构损伤指数与等效阻尼比之间的关系,给出了阻尼器耗能求解公式及设计流程。该方法无迭代过程,且能在设计之初实现主结构的损伤控制。算例表明,该方法简单、实用,为消能减震结构设计提供了一个新方法。

大气环境中傅里叶望远镜系统能量设计

能量设计技术是傅里叶望远镜的关键技术之一。分析了激光的大气传输效应及其对激光束能量的影响。根据上行和下行链路的能量传输,推导出一种傅里叶望远镜系统激光总能量计算方法,给出了相应的适用条件。同时,还提出一种基于辐射理论的快速能量估算方法,并用其估算了傅里叶望远镜探测1000km低轨道目标所需发射器总能量。指出了发射器能量不均衡对成像质量的影响并进行了仿真,得到发射器阵列各光束强度差别须小于5%的结论。从大气透射率、激光出射孔径、光束准直、发射方案、散斑效应、接收技术和图像重构技术等方面,提出了减少能量损失应采取的设计理念和措施。

基于能量的结构风振控制设计方法研究

建立结构任意高度单位风能量计算公式、各楼层总输入风能量计算公式、结构总输入风能量计算公式。在主体结构弹性状态下,给出了粘滞和粘弹性阻尼器的能量耗散公式及结构总能量输出公式,提出基于能量的结构风振控制的设计流程。以某高层建筑结构为例,验证所提基于能量的结构风振控制方法可有效实现结构风振控制设计,达到有效抑制结构风振反应的目的。

抗震结构直接基于能量的设计方法研究

文章利用滞回耗能通过等效循环数等表达的公式,得到了反映不同强度折减系数下的体系滞回耗能公式,通过Eh/EI比谱表达式将滞回耗能转化为输入能表达,根据输入能量谱求出等效弹性反应加速度;根据位移延性系数确定相应的强度折减系数,然后将等效弹性反应加速度折算为与强度折减系数对应的等效地震影响系数,按现行规范进行小震下的强度计算;通过算例说明了该方法的设计步骤及其可行性。

弯曲空间条件下服装结构的能量设计研究

论文通过研究爱因斯坦广义相对论中弯曲空间的理论,分析了在弯曲空间条件下,参考系、时间、空间、引力对于服装结构能量的影响。以弯曲空间的物理性质为基础依据,探索了服装结构能量的物理度量、物理关系、设计方式问题,为服装结构空间能量设计提出探索方向,为服装结构能量对于观察者的影响提供客观的参考依据。

考虑脉冲效应的近断层地震动能量谱研究

基于能量的设计方法被广泛应用于结构抗震设计与性能评估,而确定结构能量耗散需求是设计过程中需解决的首要问题。目前针对近断层脉冲型地震动能量谱特征的研究仍然不够充分,很可能低估其对结构的破坏作用。为此,从PEER(Pacific Earthquake Engineering Research Center)强震数据库中选取了789条近断层地震动作为输入,并从中识别出192条脉冲型地震动,重点分析了近断层脉冲型地震动与无脉冲地震动的能量谱差异,研究了地震动特征参数及恢复力模型参数对能量谱的影响,并建立了考虑脉冲效应的近断层地震动实用设计能量谱。结果表明:(1)场地越软,近断层地震动能量谱谱值越大,且各类场地下脉冲型地震动能量谱平均谱的谱值明显大于无脉冲地震动;(2)阻尼比ξ增大对输入能量谱具有削峰作用,并减缓其长周期段的衰减速度,延性比μ增大会提高输入能量谱及阻尼耗能谱峰值,并降低滞回耗能谱峰值,屈服后刚度比α对能量谱影响较小,可近似忽略其影响;(3)脉冲型地震动的输入能量设计谱平台段长度远大于无脉冲地震动,所建立的设计能量谱可为近断层区域基于能量的抗震设计提供参考。

基于能量平衡的多年冻土区公路设计理论研究

青藏公路长期研究表明,青藏高原多年冻土公路工程空间效应敏感,主要表现为公路空间效应直接改变下伏冻土地基的天然能量平衡状态,继而引发一系列工程病害.针对这一工程问题,提出多年冻土地区公路能量平衡设计理论,研究公路工程建设引发的多年冻土地基能量变化状态,平衡自然环境变化和工程建设等导致的外界"有害"能量导入与工程处置措施对冻土地基中"有害"能量导出之间相互关系,从空间和时间两个维度分析多年冻土地区公路工程的能量平衡过程.据此,作为多年冻土公路工程的设计依据,将为青藏高原高速公路的科学设计提供理论支持.

基于能量被动耗能结构抗震设计方法的研究

将结构前两阶振型各自等效为单自由度,采用模态pushover分析确定各等效单自由度的屈服强度系数和延性系数,然后由反应谱计算各阶振型耗散能量需求,利用各振型能量分布曲线,求得各层耗散能量需求,叠加得到各层地震总能量需求,据此确定耗能装置的类型及设计参数。运用该方法对9层钢框架进行了设计,并通过非线性动力分析进行了验证,结果表明该方法精确度符合实际工程需求。

日本《基于能量抗震设计规程》介绍

本文介绍了日本《基于能量结构抗震设计规程》的主要内容,该规程推荐的基于能量结构抗震设计方法,综合考虑了结构的承载力、位移和累积耗能的影响,对结构抗震性能的评价更为合理。该规程中采用两阶段设计法,要求结构的耗能能力不小于各阶段相应的耗能需求。该规程的方法对我国基于能量抗震设计方法的研究具有重要借鉴意义。

认知无线网络中频谱预测的能量有效性设计

基于频谱预测对认知用户进行能量有效性设计,重新设计认知用户的帧结构,在频谱感知前加入频谱预测时隙,在预测为空闲的信道中选择信道进行频谱感知,避免浪费频谱感知能量,与传统认知用户相比,提高了能量有效性。推导表明,认知用户能量效率由频谱预测能量、频谱预测时长、认知无线网络通信强度、信道数量决定。仿真结果表明,为了提高认知用户的能量效率,频谱预测参数必须满足预测能量低于32mW、预测时长小于15ms的条件。认知无线网络的通信强度的提高和信道数量的增加能够提高认知用户的能量效率。