东北地区黑土退化地球化学指示与退化强度

利用东北地区土地质量地球化学调查数据,分析探讨了黑土不同退化类型的地球化学指标变化,并与20世纪80年代对比分析了黑土下降的面积和强度.结果显示,有机质下降和盐碱化是黑土退化的关键因素,在有机质缺乏区和碱性土壤区,土壤C/N值均小于10.0,且全氮、全磷、全硫、有机碳等指标间呈现弱相关性,而代表黏粒的铝、铁氧化物或指标与易被这些物质吸附的微量元素仍保持“生命共同体”特点.对比海伦及公主岭地区不同时期土壤锌、钼等微量元素含量,显示锌、钼等微量元素含量10年来均明显下降,表明在黑土有机质流失以及土壤盐碱化过程中土壤全氮、全磷、全硫以及锰、锌等营养元素在一定程度上随之流失.自20世纪80年代以来,松辽平原区土壤有机碳减少面积达54.45%,有机碳减少了131 Mt,其中向大气释放碳数量为26.2 Mt.在开垦相对较晚的黑龙江省,黑土有机碳下降程度最强,由北向南随着开垦程度增强,有机碳下降程度反而相对较小,体现随着开垦程度增强,有机碳不断趋于平稳的过程.通过统计及对比研究认为,在研究黑土退化及黑土开发保护过程中既要重视人为活动导致的土壤养分流失,也要重视黑土向强酸、强碱化发展的趋势.

基于CNN的湍流图像退化强度分类研究

湍流图像的复原一直是退化图像领域的研究热点,但依据湍流干扰强度对图像进行分类研究相对较少.不同场景的高空航拍图像进行大气湍流处理.调整湍流退化强度值,生成2000张对应的湍流干扰图像,再对这些图像进行预处理后送入卷积神经网络中进行湍流退化强度分类,最后通过优化搭建的卷积神经网络模型的激活函数以及对学习率的调整进一步提升分类准确率.实验表明,卷积神经网络对不同干扰强度的湍流退化图像分类准确率达到80%左右,结果表明该方法对大气湍流退化图像的复原具有一定指导意义.

冻融循环作用下混凝土强度退化试验研究

为研究冻融循环作用下标号混凝土的强度退化,选取了强度等级为C50、C60混凝土,在保证砂率和外加剂等一致情况下,对冻融0次、25次、50次、75次、100次、125次、150次后的混凝土的表面损伤情况、受压破化现象、立方体抗压强度、动弹性模量进行了研究。结果表明:随着冻融次数增加混凝土表面剥蚀加剧、粗骨料露出;受压破坏时裂缝数量增多、宽度增加、破坏时混凝土整体更加酥松;抗压强度降低;动弹性模量下降。

黑土退化阶段与强度分析

综合分析了黑土退化的影响因素,黑土退化的主要驱动因子是土壤有机碳的变化,有机碳的变异过程直接影响到土壤各要素的变化。利用新的方法进行分析,提出黑龙江省黑土退化发展的阶段和退化的强度。

基于强度退化的疲劳累积损伤模型

为研究金属构件疲劳累积损伤问题,运用强度退化模型建立了2种不同的疲劳累积损伤模型,该模型基于材料疲劳寿命特性确定了强度退化模型的系数,将模型应用于两级和三级载荷下疲劳剩余寿命估算,结合试验数据进行了验证,结果表明采用该模型可以较准确地估算两级和三级载荷下的疲劳寿命。该研究对金属构件疲劳寿命预测提供参考。

一个非线性强度退化模型

从疲劳过程本质上是材料静强度不断退化的过程的观点出发，建立了一个非线性的、连续的强度退化模型。该模型的参数可由Ｓ—Ｎ曲线来确定。将模型应用于两级及多级载荷下剩余寿命估算，并用１６Ｍｎ钢进行了试验验证，结果表明可以较准确地估算两级及多级载荷下的疲劳寿命。

基于剩余强度衰减退化的非线性累积损伤准则及其可靠性定寿

零件的疲劳破坏是一个损伤逐步累积、承载能力逐步下降的过程,其疲劳强度随其承受的载荷和频次而不断衰减.通过研究疲劳过程中材料剩余强度衰减退化的规律,从疲劳损伤的定义出发,把剩余强度退化通过一个衰减系数引入到损伤的定义中,提出考虑材料强度性能退化的非线性累积损伤模型来修正Corten-Dolan理论模型.该模型不但考虑了载荷间的相互作用效应,而且还考虑了载荷加载历史引起的强度退化的影响.同时提出了一种基于剩余强度衰减退化的零件疲劳寿命可靠性分析方法,即在假设剩余强度分布服从对数正态分布下,用零件的剩余疲劳损伤强度计算疲劳可靠度和预测零件疲劳可靠性寿命.通过基于修正Corten-Dolan模型的疲劳寿命预测和算例对比分析,该模型完善了传统Corten-Dolan理论模型的适用范围,提高了预测精度.以恒幅载荷作用下的疲劳可靠性描述为例,通过对比模型分析值和实验值,证实了基于剩余强度衰减退化的疲劳寿命可靠性分析模型的可行性,并可以推广至多级载荷作用下的疲劳可靠性寿命的预测.

疲劳加载下金属材料的强度退化规律

剩余强度是材料的重要性能之一,是材料疲劳寿命预测的基础。文中研究锻造35CrMo钢金属材料剩余强度随疲劳载荷加载次数退化的规律,按照其疲劳损伤的产生和发展规律,提出一个剩余强度退化指数模型,并通过文献中的试验数据验证分析,表明该模型可以较好地描述剩余强度退化规律。同时研究剩余强度的分布特性,三参数Weibull分布可以作为剩余强度的分布函数。不同循环次数比时,剩余强度的分布参数不同,即随着循环次数的增加,剩余强度的分布是变化的。

基于P-S-N曲线的强度退化随机模型

强度退化一般具有随机性和不可逆性,而Gamma过程是一个独立非负的增量过程,具有描述强度退化特性的基本属性。由于强度退化过程中,表征退化状态(磨损、裂纹、腐蚀等)的数据很难直接测量,属于典型的缺失数据,而表征材料疲劳性能的P-S-N曲线一般易于获得。因此,本文假定Gamma过程的形状参数为线性函数,并利用材料的P-S-N曲线对Gamma过程的特征参数进行估计,由此建立基于P-S-N曲线的强度退化随机模型。最后,利用20CrMnTi钢的疲劳试验数据对所建模型的有效性进行验证和分析。结果表明,所建模型能够有效描述材料强度退化的宏观趋势。

复合应力作用下强度退化的应力-强度干涉模型可靠性统计分析

在考虑随机复合应力作用下强度随使用时间不断退化时,研究了应力-强度干涉模型下的可靠性统计推断问题,给出了一个随机复合应力-强度退化干涉失效模型和模型未知参数的估计方法,该模型考虑了应力与强度退化的相关性,文章的最后利用算例验证了该模型的有效性。

基于裂纹扩展理论的结构强度退化模型

为了描述机械结构强度退化在整个寿命周期中的变化规律,本模型引用裂纹扩展理论,计算出不同载荷作用次数下临界裂纹值和结构裂纹扩展速率,根据临界裂纹值和结构剩余强度之间的关系模型,从而得到剩余强度随载荷作用次数的变化数据,由此建立基于裂纹扩展理论的结构强度退化模型.实例分析表明:利用裂纹扩展理论反求结构强度退化模型可以从材料微观方面分析零件结构强度退化量的动态变化规律,进而为零件结构的可靠性分析提供理论依据.

基于剩余强度退化的FPSO系泊系统疲劳时变可靠性评估

针对FPSO系泊系统节点疲劳问题,形成一套较为完整的时变可靠性评估方法。通过对FPSO进行时域耦合分析获取构件应力时程,基于剩余强度退化、载荷-强度干涉理论建立时变可靠性评估模型,并引入一种新的海洋工程载荷概率分布评估方法,建立了多工况、风浪流联合作用下构件疲劳时变可靠性评估方法。并以内转塔式FPSO系泊系统为例,验证了该方法的实用性与可行性,为海洋工程结构的设计、测试和检修计划的制定提供依据。

基于二元疲劳失效判据的非线性疲劳损伤累积模型及其强度退化研究

二元疲劳失效判据认为疲劳破坏是由损伤程度和当前作用应力这两个量共同决定的,由此观点出发定义了非线性损伤,并建立了与载荷状态有关的非线性损伤累积模型,推导了在多级加载下的递推公式。经两种金属材料的疲劳试验数据验证表明,用该模型预测疲劳寿命,其结果是令人满意的。从疲劳过程本质上是材料静强度不断退化的过程的观点出发,建立了基于二元疲劳失效判据的非线性强度退化模型,将模型应用于两级及多级载荷下的剩余寿命估算,结果表明,所提出的剩余强度退化模型是合理可行的。

周期性随机应力强度退化下的SSI可靠性模型研究

在随机应力作用下强度随使用时间不断退化时,给出了一个周期性随机应力-退化强度干涉可靠性模型及其点估计方法,该模型考虑了应力与强度退化的相关性,最后利用算例验证了该模型的有效性.

高温后再生混凝土受压强度退化及微观结构性能分析

为研究高温作用后再生混凝土受压强度退化机理及高温作用对再生混凝土微观结构的影响,配制C30全天然骨料混凝土和全再生骨料混凝土,观测了受0、300、400、500℃高温后两种混凝土的表观物理现象并测试其抗压强度,选取典型样本,利用超景深三维显微系统观察四种温度作用后两种混凝土的微观结构形貌,对比分析其骨料和砂浆的界面特征,从微观角度解释界面特征对其宏观受压破坏现象产生的影响。结果表明:当受热温度小于400℃时,再生混凝土强度损失率大于天然混凝土,天然混凝土抗压强度及温度稳定性较好;但当受热温度大于400℃时,再生混凝土强度损失率较小,高温稳定性较好;高温前后再生混凝土薄弱面破坏先后顺序相同。

基于剩余强度退化规律的疲劳损伤非线性演化模型

通过对正火４５钢的试验数据分析，提出了一个反映剩余强度退化的对数表达式，给出对称恒幅应力循环下疲劳损伤的定义与表达式。该表达式能够反映损伤演化的非线性特性。进一步分析了随机应力循环下结构的疲劳损伤，导出损伤演化的递推公式，并结合大量的计算给出结构在应力块重复循环下疲劳寿命估算的一个近似方法。

考虑强度和刚度退化及捏拢效应的钢筋混凝土桥墩滞回模型及其参数识别

为了有效地模拟强震作用下桥梁结构的非线性地震反应,需要确定钢筋混凝土(RC)桥墩非线性力-位移滞回关系。基于Bouc-Wen模型,提出了一种考虑RC桥墩强度和刚度退化以及捏拢效应的改进非线性滞回模型,确定了影响该滞回模型的控制参数,并在Matlab/Simulink里实现了对RC桥墩各种破坏模式非线性滞回性能预测。同时,通过对1/3比尺的RC桥墩分别在压弯、扭转和弯剪作用下的往复荷载试验研究,试验得到的力-位移关系滞回曲线与所提的改进滞回模型预测结果吻合较好,验证了改进模型的正确性和有效性。并采用汶川地震波对绵州市回澜立交桥匝道桥的RC桥墩的滞后性能进行了数值模拟,分析结果和桥墩的震害一致,证实了采用本文提出的改进滞回模型可以较准确地预测RC桥墩在强震作用下的非线性滞后性能。在此基础上,运用无迹卡尔曼(UKF)方法对Bouc-Wen模型进行参数估计,模拟结果和误差分析表明,该方法能够精确的估计出改进的Bouc-Wen模型的参数。

考虑强度退化和失效相关性的风电齿轮传动系统动态可靠性分析

针对随机风作用下风力发电机齿轮传动系统失效率高的问题,研究了随机风引起的风力发电机传动系统外部风载荷以及内部由齿轮、轴承刚度及综合啮合误差等引起的内部动载荷激励,基于集中质量法建立了风电齿轮传动系统齿轮-轴承耦合动力学模型。在对模型进行仿真求解的基础上,分别求得了传动系统中各齿轮和轴承的动态接触应力-时间历程。将载荷作用过程视为随机过程,推导出随机载荷作用下的等效载荷累计分布函数,从系统层面上建立了基于应力-强度干涉理论的风力发电机齿轮传动系统动态时变可靠性模型,模型考虑了零件的失效相关性和强度退化因素,研究了失效相关性和强度退化对风电齿轮传动系统可靠度和失效率的影响规律,为风力发电机齿轮传动系统动态设计和可靠性优化设计奠定了基础。

载荷作用次数和强度退化对SSI模型的影响

在考虑循环载荷作用下强度随使用时间不断退化时,研究了应力-强度干涉模型下的可靠性统计推断问题,给出了一个考虑载荷作用次数应力-强度退化干涉失效模型。应用应力-强度干涉可靠性分析模型进行实例分析计算,结果与实验值符合很好,说明所提出新模型是合理有效的,更符合实际情况。

基于累积损伤的弯矩-曲率强度退化滞回模型

建立了钢筋混凝土构件强度退化的一般数学表达式,提出了以损伤值为变量的强度退化函数概念,指出强度退化模型的本质就是确定强度退化函数.以Kawashima实验室1997年进行的一组试验为基础,通过考察不同加载路径对构件强度退化的影响,在弯矩-曲率层面上建立了强度退化函数的具体表达形式.分析结果表明,所建立的滞回模型能够反映强度退化现象,与实验结果吻合较好.用S.K.Kunnath等人1997年完成的另一组试验进行了验证,进一步说明所建立强度退化滞回模型的适用性.