上砂下黏地层中桩-筒复合基础V-H承载特性

海上风机基础不仅受自重等竖向力V作用,也因水流、波浪和风等影响而承受水平荷载H。为探讨上砂下黏地层中一种由单桩和吸力筒组成的新型海上风机桩-筒复合基础受V-H组合作用时的承载特性,自主设计完成了一系列室内桩-筒复合基础V-H组合加载模型试验,获得不同组合参数下桩-筒复合基础的荷载-位移曲线和桩身弯矩分布曲线,并绘制出V-H承载力包络线。在此基础上,采用ABAQUS建立了上砂下黏地层中桩-筒复合基础三维数值分析模型,经模型验证与参数分析,进一步讨论了砂土厚度、筒径、筒高以及加载高度等参数对桩-筒复合基础承载特性的影响曲线,并拟合出桩-筒复合基础承载力简化计算公式,分析结果表明:桩-筒复合基础能显著提高桩身水平承载力,增幅达30%~90%,且增加筒径比增加筒高更有利于提高基础水平承载力;上部砂土层较厚时,桩-筒复合基础存在一个使复合基础水平承载力达到最大的预加竖向荷载最佳值,其值随不同载荷工况在(0.4~0.7)Vult范围内变化。

正交胶合木楼板全尺寸耐火性能试验研究

开展全尺寸正交胶合木楼板在加载情况下的耐火性能试验,所测试的楼板整体厚度为175 mm,在楼板上方均布2.0 kN/m2的砝码进行加载。两块楼板分别采用耐热型聚氨酯(PUR)胶和普通PUR胶制作,并分别采用单层15 mm厚和双层12 mm厚的耐火石膏板进行防火保护。试验发现,对于采用耐热型PUR胶和15 mm厚耐火石膏板的试件,石膏板的脱落时间约为45~50 min,层板炭化后未发生明显的脱落现象;对于采用普通PUR胶和双层12 mm厚耐火石膏板的试件,第一层石膏板的脱落时间约为30 min,第二层石膏板的脱落时间约为60 min,层板炭化后发生了较明显的脱落现象,脱落时间发生在85~100 min。试验进行至121 min,两块楼板中心的竖向位移值分别为-25、-33 mm,楼板背火面整体完好,表面最高温升不超过2℃。结果表明,所测试的楼板试件在加载情况下的耐火极限不低于2.00 h。

劲性复合桩桩筏基础竖向承载性能研究

为研究劲性复合桩桩筏基础的承载特性,采用ABAQUS三维有限元软件对劲性复合桩桩筏基础在竖向荷载作用下的响应规律进行分析。考虑在不同桩长、桩数、筏板厚度以及芯桩直径的影响因素下其荷载-沉降曲线的变化规律,并将荷载沉降进行归一化处理。结果表明在一定荷载范围内,角桩首先承受较大荷载,而随荷载的不断增加,中心桩则会分担更多的荷载;桩长一定的条件下,桩筏基础的位移随芯桩直径的增大而减小,而当芯桩直径一定时,沉降会随桩长的增加而减小;筏板厚度也会对桩筏系统的竖向承载性能产生一定的影响,分析表明筏板厚度处于1~1.5d时为最佳。研究为工程实际应用以及对劲性复合桩桩筏基础的推广提供参考。

基于位移-速度输入法结构多点激励FPS支座隔震效果研究

受行波效应、相干效应、场地效应的影响,大跨度结构的多点激励地震反应分析非常复杂,且考虑多点激励下对大跨空间网格结构隔震性能的影响是结构工程抗震方向中有重大意义的研究课题。以单层圆柱面大跨度空间网架结构为研究对象,基于直接位移法,应用SAP2000有限元软件建立了多点激励动力反应时程分析模型,进行结构在地震动一致激励和多点激励作用下的动力反应分析计算。结果表明:水平地震动多点激励效应对大跨度空间结构的影响十分显著,需采取使用多点激励输入方式。不设置隔震支座时,多点激励下,支撑柱弯矩与剪力随波速的减小而明显增加,柱顶位移变小,中柱轴力略微上升。基础隔震时,各支撑柱柱顶内力与位移的分配较无隔震时存在差异。边柱的弯矩、剪力及轴力均小于中柱的相应值,但柱顶位移增加明显。柱弯矩减震效率保持在45%~75%,柱剪力减震效率保持在60%~85%;柱顶隔震时,能得到比基础隔震更高的隔震效率,且柱弯矩隔震效率高达90%左右,柱剪力隔震效率保持在85%~90%。柱顶位移显著减小,柱轴力比基础隔震时略有增加。

500kV酒杯塔变坡节点受压性能分析及优化建议

酒杯塔在输电线路中广泛使用,变坡节点作为酒杯塔最重要的节点之一,在工程设计时,多采用双包连接的构造方式(内包角钢、外贴板互焊),且较常规节点加大了内包角钢和外贴板的厚度。目前行业内对其受力性能的研究较少,规程规范也未明确其设计方法,本文结合ZNC33153B试验塔实测数据,采用有限元软件对ZNC33153B塔变坡节点的受压性能进行了分析。分析表明瓶口下主材偏心受力较严重,但由于节点刚度大,按目前内包角钢、外贴板互焊的构造方式是安全可靠的;取消内包钢或外贴板不互焊,均会降低节点刚度,降低下主材的受压承载力;由于变坡节点主要靠正面传力,按现行的设计方法对大使用条件的杆塔正面螺栓数量偏少,存在安全隐患。基于分析数据,提出了考虑偏心受力的螺栓抗剪设计方法。

双轴承旋转喷管型面设计及数值模拟研究

针对短距/垂直起降战斗机高机动飞行的迫切需求及其矢量喷管机械结构复杂笨重的问题,提出了基于轴对称双喉道气动矢量喷管设计的双轴承旋转喷管,通过采用双轴承结构和双喉道气动矢量喷管相结合的方式,减少驱动结构,使喷管能更高效、轻便地实现短距/垂直起降,并且赋予了飞行器平飞模态高机动飞行的潜力。基于典型轴对称双喉道气动矢量喷管构型,开展了双轴承旋转喷管的型面设计和运动规律研究,利用数值模拟开展关键设计参数对喷管流场的影响研究,获得喷管的性能变化规律。结果表明,短距/垂直起降模态下,典型构型的双轴承旋转喷管推力矢量角最大可达108°,满足短距/垂直起降飞行器对喷管的要求。凹腔段的长短轴比值对喷管短距/垂直起降模态的性能影响较大,相同落压比条件下,长短轴比值越大,喷管的总推力系数越低,推力矢量角越大,并且推力矢量角最大差值达到41°。本文所提出的双轴承旋转喷管可为未来具备短距/垂直起降、高机动性能的飞行器动力系统提供一种新的解决方案。

半群环为Bear-半单环的条件

讨论半群环 R[S]的 Bear-根 ,刻划了 R[S]是 Bear-半单环的充分和必要条件 .

矿山机械轴承无损检测装置研究

为了有效地全方位检测出轴承裂纹,根据轴承材料的铁磁性特征,对轴承采用基于初始磁导率的无损检测方法,设计了一种光滑的支撑装置放置轴承套圈,使套圈借助带轮皮带的摩擦力在固定位置轴向旋转,再采用双检测线圈探头,在轴承套圈的内、外圆表面同时进行检测。该结构简单且易实现,能对轴承套圈进行大批量裂纹检测,有效提高检测效率,降低检测成本。

基于POA-ELM的含煤地层异常构造分类

为了更准确地对含煤地层异常构造识别分类,提出了一种基于鹈鹕优化算法(Pelican Optimization Algorithm, POA)和极限学习机(Extreme Learning Machine, ELM)的含煤地层异常构造识别分类模型POA-ELM。针对极限学习机随机生成输入权值和隐含层偏置导致性能不稳定的缺点,利用鹈鹕优化算法对极限学习机的输入权值和隐含层偏置进行寻优,从而改进极限学习机模型性能,并将POA-ELM应用到含煤地层异常构造的识别分类。首先利用COMSOL Multiphysics5.5建立小断层、冲刷带和陷落柱3种含煤地层仿真模型,以雷克子波作为震源信号,采用透射波法采集3种模型的槽波信号,建立槽波信号数据集。通过z-score法和主成分分析法(Principal Component Analysis, PCA)对槽波数据进行标准化和降维处理。通过MATLAB构建鹈鹕优化算法改进的极限学习机分类模型POA-ELM,对小断层、冲刷带和陷落柱进行分类,并通过准确率、精确率和召回率等评价指标以及交叉验证法对比和评估ELM、POA-ELM的分类性能,结果表明POA能够有效优化ELM,POA-ELM模型具有更高的分类准确率和更好的稳定性,POA-ELM对含煤地层异常构造的分类准确率可达99%以上。为验证POA-ELM的实际应用效果,将实际断层槽波数据进行小波去噪等预处理后,作为测试集导入POA-ELM模型进行识别,结果表明POA-ELM模型对实际断层识别准确率可达97%以上。基于同样的槽波数据集将POA-ELM与ELM、支持向量机(Support Vector Machine, SVM)和BP神经网络进行识别分类效果对比,结果表明POA-ELM模型的识别分类准确率最高。经研究与分析,POA能够有效优化ELM,POA-ELM模型能够准确分类地质构造,并有效识别出实际断层,效果优于其他方法。

海相砂岩油藏天然能量开发界限研究

南海珠江口盆地的海相砂岩油藏一般采用天然能量开发,但也发现部分含油面积大的油藏存在天然能量不足的问题,需要注水开发。为避免平台后期注水改造等诸多问题,有必要开展海相砂岩油藏开发方式的界限研究。分析了影响开发方式的地质因素主要有水体大小、储层渗透率及地层原油黏度和油藏含油面积等。基于27个已开发海相砂岩油藏生产资料,天然能量开发的油藏流度高、含油面积小,当含油面积大于某一界限时,水侵速度小于油藏产液速度,油藏内部能量不足而采用注水开发,其含油面积界限随油藏流度增大而增大。采用油藏数值模拟方法研究得到海相砂岩油藏天然能量开发的含油面积界限与油藏流度的定量关系式,当油藏流度大于160×10^(-3)μm^(2)/(mPa·s)时,只要油藏含油面积小于5km^(2),即可采用天然能量开发。该方法计算结果与南海珠江口盆地已开发的典型油藏能量认识的吻合率为100%。某油藏实际压力监测数据表明油藏能量不足,也与本方法的认识一致。

考虑错位角的角接触球轴承极限承载能力研究

针对角接触球轴承实际安装会出现错位角,与承受过大外载荷会产生接触椭圆被截断的情况,提出一种包含错位角的轴承极限承载能力分析模型。通过改进算法,减少方程数量,降低了模型求解难度;通过与文献、Romax软件的对比,验证了算法的正确性;最后,以角接触球轴承7008C为研究对象,分析了不同参数对极限承载能力的影响。结果表明,增大错位角与径向力、增加滚动体数量、减小滚动体直径会在一定程度上削弱极限轴向力与极限倾覆力矩;增大沟曲率半径系数与挡肩高度可以显著提高极限轴向力与极限倾覆力矩;然而,最小挡肩高度制约了轴承的极限承载能力。

基于EEMD和Laplace小波的滚动轴承故障诊断

滚动轴承故障导致振动信号中出现多阶模态冲击响应,为了提取单阶模态冲击响应的模态参数,由于Laplace小波相关滤波受多阶模态冲击响应的影响,提出一种基于EEMD和Laplace小波的滚动轴承故障诊断方法。先用EEMD把振动信号中的多阶模态脉冲响应分解为各单阶模态冲击响应分量,然后用从分解的分量的频谱中选取所需的单阶模态冲击响应分量,再用Laplace小波相关滤波对选取的单阶模态冲击响应分量进行分析,便可以诊断出故障。通过对仿真信号和滚动轴承内圈、外圈、滚动体数据分析很好地验证了提出的方法的有效性。

芳纶纤维增强PE-RT管耐高温性能的试验研究

柔性复合管具有超高强度、高模量、耐酸碱腐蚀、重量轻等优良性能,但其耐高温性能却较差,存在一定的安全隐患。为此,以内衬层为高温聚乙烯(PE-RT)、增强层为芳纶纤维的柔性复合管为试验样品,利用高温高压釜、差热扫描仪等设备开展了不同工况、不同温度条件下的试验研究,以及整管承压能力和1 000 h存活试验。结果表明:①在环境相容性试验中,高温对柔性复合管内衬层PE-RT的重量、维卡软化温度、力学性能及结构组成影响不大,但是对增强层芳纶纤维的拉伸性能、整管水压爆破影响较明显;②导致整管承压能力下降的原因是增强层在受内压的过程中,芳纶纤维发生形变和断裂;③随着温度上升,会导致分子热运动的解取向和结晶,非晶取向降低,结晶度、晶区取向因子逐渐升高,大分子链的解取向增加,拉伸强度下降。结论认为,该类型柔性复合管能顺利通过1 000 h存活试验,推荐在工况介质温度不大于95℃、内压不大于4 MPa下使用。

多尺度排列熵及其在滚动轴承故障诊断中的应用

引入多尺度排列熵(MPE)的概念,用来检测振动信号不同尺度下的动力学突变行为,并将其应用于机械故障诊断中滚动轴承故障特征的提取,结合支持向量机(SVM),提出了一种基于MPE和SVM的滚动轴承故障诊断方法,将新提出的滚动轴承故障诊断方法应用于实验数据分析,并通过与BP神经网络对比,结果表明,该方法能够有效地提取故障特征,实现故障类型的诊断。

中国公路桥梁抗震设计规范中存在的问题及改进建议

对比1994年美国北岭地震、1995年日本阪神地震和2008年中国汶川地震中桥梁震害特点,分析了中国与国外桥梁结构在传力体系方面的差异,并对美国、日本与中国抗震规范中支座验算规定进行了比较,指出目前中国公路桥梁抗震设计规范在借鉴国外规范时存在的一些问题,给出以下改进建议:①中小跨径桥梁抗震设计时应利用桥梁上部结构在支座上发生摩擦滑移消耗地震能量,减小传递到下部结构的地震力;②抗震规范中板式橡胶支座的变形或抗滑稳定性不作为抗震验算是否满足要求的依据,应重视支座对桥梁整体性能的影响,综合考虑支座剪切变形、损坏以及防落梁装置的力学行为;③针对各国桥梁抗震设计规范中材料强度指标的差异,给出了中国常用混凝土抗压强度与美国规范混凝土抗压强度的换算公式;④《中国地震动参数区划图》(GB 18306—2001)中只提供了重现期475年的地震动参数,对应其他重现期采用不同重要性系数予以调整,而美国提供了重现期475,975,2 475年的地震动参数,建议直接采用地震动参数来描述地震危险性;⑤不同水准地震作用下,对桥梁结构不同部位、不同构件制定不同的设计目标,明确具体构件的强度、延性参数指标等;⑥桥梁抗震构造措施应按桥梁重要性及地震危险性划分,不应按照烈度划分。

恩平凹陷第三系文昌组异常岩性体特征

对珠江口盆地恩平凹陷下第三系文昌组大套暗色泥岩中的"异常岩性体"的分布、岩性、地质背景和地震响应等特征进行了研究,结果表明该异常体为沉积浊积体。对其形成模式和保存条件进行了探讨,运用地震和测井技术研究了其气测异常、高压异常、地温梯度小、AVO属性异常和层位下拉等现象,分析了该沉积浊积体的含油气性。珠江口盆地恩平凹陷文昌组泥岩是本区的主要油气源岩,有机质丰富,充足的油源为浊积体成藏奠定了物质基础。该浊积砂体是有利的勘探目标。

高强度钢材螺栓抗剪连接孔壁承压性能研究及设计建议

高强度钢材(Q460级或更高强度)已在高层和大跨度建筑中逐步推广应用,但现行中国规范对高强度钢材螺栓连接计算的强度指标和构造要求尚未做出明确的规定,需要通过系统研究确定高强度钢材螺栓连接的设计强度指标和承载力计算方法.利用已验证的有限元模型,对端距e1、边距e2、螺栓间距p2、板厚t以及钢材屈服强度fy和抗拉强度fu的影响进行了参数分析,并与三种设计方法进行了比较.对比发现Mo■e建议公式的准确性最好,更能够真实地反映端距e1和边距e2对承载性能的影响;而欧洲规范设计方法相对来说过于保守;美国规范未能反映出边距e2的影响.最后利用剪切破坏理论,基于已有的试验数据和有限元参数分析结果,提出了中国规范当中Q460级高强度钢材螺栓连接钢板设计承压强度建议值.

海岛人口容量与承载力的初步研究——以辽宁长山群岛为例

国内外学术界对广大陆域人口土地承载力的研究比较深入 ,而对海洋的人口承载力的研究则很少 .对海岛人口容量与承载力的研究 ,不仅涉及岛陆土地资源 ,还应包括其周围的海洋生物资源 .在海洋生物资源中 ,以鱼、虾、贝类等水产资源提供的蛋白质对人脑和体力发育最为有益 ,通过人类对蛋白质需求的转换 ,可以满足人类对食物的需求 .通过对长山群岛——长海县人口的预测和海水养殖业的发展所能提供的蛋白质分析 ,研究海岛人口容量与人口承载力问题 .

方钢管再生混凝土轴压短柱研究

为了研究方钢管再生混凝土柱的轴压性能,设计了5根轴压短柱试件,对其进行了轴压试验研究,并用有限元软件ABAQUS对其进行了数值模拟。研究结果表明:方钢管再生混凝土柱的名义应力—应变关系、刚度退化规律、损伤积累规律、耗能能力、横向变形系数变化规律、荷载-位移关系、荷载-应变关系和方钢管混凝土柱相似,再生骨料的类型对方钢管再生混凝土柱的上述性质影响不大。约束效应系数ξ较大的试件,由于钢材对核心混凝土或核心再生混凝土的约束作用较强,其峰值应力及其对应的应变较大,延性较好,初始刚度较小,耗能能力较强。在加载后期,方钢管与核心再生混凝土之间产生了明显的相互作用,再生混凝土在方钢管的约束下处于三轴受压状态,其峰值应力及其对应的应变大大提高,从而较好地改善了再生混凝土强度低、延性差等缺点。方钢管再生混凝土柱的轴压承载能力略低于普通方钢管混凝土柱的。有限元计算可以较好地模拟方钢管混凝土柱和方钢管再生混凝土柱的荷载-变形全过程,计算结果与实测结果吻合较好。

山西省相对资源承载力与可持续发展研究

采用相对资源承载力的研究思路和计算方法,分析了山西省1978-2004年相对土地资源承载力、相对经济资源承载力和综合承载力及其变化过程,研究表明:(1)山西省的土地资源对综合承载力的贡献大于经济资源,是山西省人口的主要承载资源;(2)1978-2004年,除1995、1996年外,山西省的综合承载力超过实际承载人口数量,处于相对富余状态;(3)山西省主要地市的相对承载力有较大差异,且每个市的相对承载力也随着时间的推移,呈现出一定的变化。通过山西省相对承载力方面的研究,指出了山西省可持续发展存在的问题。