摘要：《毕业生素质与职业能力要求》(GAPC)全面界定了工科专业毕业生素质与职业能力,GAPC的核心素质和能力是工程思维能力。培养学生的工程思维能力是新形势下工科专业教学改革的重要内容之一。本文梳理了工程实践中工程思维的典型特征,比较分析了技术、学术思维与工程思维的差别;立足工程教育专业认证视角,解析了通用标准毕业要求与全周期、全流程产品设计/开发方式的对应关系,分析了工程思维能力的核心——非技术工程能力相关毕业要求的内涵、达成评价中常见的问题及误区;最后,从创新培养理念、补齐非技术工程能力短板、开设与设计/开发密切相关的非技术类课程、设置Capstone课程等方面给出了一体化培养工科专业学生工程思维能力的路径。

摘要：随着海上风力发电机叶片尺寸的增加,叶片柔性增大,在运行过程中容易受到气流流动引起结构的气动弹性不稳定性。长叶片由于弯扭耦合效应可能出现耦合模态颤振,导致叶片出现断叶等重大损失。叶片的结构型式不同导致结构特性不同。叶片结构参数的变化,对叶片耦合模态颤振特性有重要的影响。基于欧拉伯努利梁理论,结合Theodorsen非定常气动荷载,通过有限元方法,建立叶片颤振特征方程。研究叶片不同区域的结构参数变化,对颤振频率和转速的影响规律。结果表明,叶尖区域的参数变化对颤振结果影响较大;三个区域的颤振速度随挥舞刚度增大而减小趋于稳定值,扭转刚度提高可以增加叶片颤振速度;回转半径与颤振速度和颤振频率成反比;质心偏移对结构的颤振频率影响最小,叶尖部位的质心偏移对叶片的颤振速度影响较大。为避免耦合模态颤振发生,提高扭转频率将成为叶片颤振设计的重要因素。

摘要：为模拟台风作用下极限载荷的随机性,以双馈型风电机组为研究对象,将风速、风向、空气密度、桨距角和方位角作为随机参数,参照GB/T 31519—2015要求,应用GH Bladed软件对叶片、塔筒的极限载荷特征进行研究。结果表明,叶片、塔筒的极限载荷均呈现明显的分散性,变异系数集中在0.3左右。叶根、塔底极限载荷为对数正态分布和指数分布类型,可为抗台风机组确定设计载荷提供设计依据,考虑参数随机性的计算结果较按标准规定的工况所得结果超出6%,表明为了提高风电机组的抗台风性能需充分考虑参数的随机性。

摘要：汽轮机叶片的材料特性、结构参数以及汽轮机转速都存在随机性,从而导致叶片的频率存在分散性,随机有限元方法可以考虑叶片参数的随机性,并得到频率的随机特征。将叶片的材料特性和结构参数处理为随机参数,基于随机变分原理推导了旋转叶片的随机有限元方程,建立了质量矩阵、线弹性刚度矩阵、几何刚度矩阵、动力刚度矩阵的均值和一阶变异矩阵,给出了固有频率均值、协方差和变异系数的计算方法。最后对432叶片的静动频率进行了随机有限元分析,定量给出了叶片参数随机变异导致频率的变异程度,为高可靠性叶片设计提供了分析工具。

摘要：为了研究复合材料风力机叶片的弯扭耦合效应,将风力机叶片简化为对称非均匀铺层层合板梁,采用实验和数值分析方法研究耦合区域对叶片弯扭耦合效应的影响。给出了对称非均匀层合板梁的铺层方式及其制作工艺,设计了对称非均匀层合板梁的弯扭耦合效应实验,给出了实验原理及测量方法,测量了对称非均匀层合板梁的挠度和扭转角。基于ANSYS软件建立了对称非均匀层合板梁的有限元模型,计算了在集中力载荷作用下梁的变形。通过有限元数值分析结果与实验结果对比,结果表明:耦合区域对对称非均匀层合板梁的变形行为产生重要影响,采用中部耦合区域铺层方式可以获得显著的弯扭耦合效应。

摘要：低温会影响输电铁塔钢材的力学性能,容易导致塔材的脆性断裂事故,危及铁塔乃至整个电力系统的安全。笔者针对Q345B和Q420C高强度钢材角钢及其焊接接头,通过低温拉伸试验和夏比冲击试验,研究了不同材质、不同厚度角钢及其焊接接头的低温力学性能。结果发现,Q345B角钢和焊接接头、Q420C角钢和焊接接头的韧脆转变温度分别为-2.59,-15.28,-32.33和-6.76℃,低温会使4种钢材的的抗拉强度和屈服强度均有所提高,在-45℃的高寒地区的输电铁塔,选择Q420C角钢可以满足设计要求,但是应该尽量避免对Q420C进行焊接处理。

摘要：为将钢材材料的现有研究成果直接应用在节点的设计上,分别进行输电铁塔材料(139个试样)和节点(216个试样)的低温拉伸试验,并提出一种考虑节点连接滑移时的强度处理方法,对不同温度下材料与节点的强度性能进行研究,依照国家标准研究低温下节点屈服强度的分布规律和统计参数。研究结果表明:低温条件下节点的屈强已经超出一般钢材的屈强比范围0.60~0.75,节点的抗力分项系数均小于规范中钢材材料的参考值,且节点强度设计值普遍超出规范中强度设计值10%以上。建议结合低温条件下节点屈强比的变化规律对节点的抗力分项系数以及屈服强度设计值进行合理取值。

摘要：建立盐渍土条件下的输电铁塔基础耐久性预测模型,采用基本灵敏度因子定义相对均值和均方差灵敏度因子;以哈密南-郑州±800k V直流特高压线路为背景,计算了其中甘3标段某斜柱式基础耐久性可靠度对基础结构、混凝土材料、配筋、基础施工、外界环境等随机变量的相对均值和均方差灵敏度因子。一方面,通过对比各灵敏度因子,研究了各随机变量对基础耐久性可靠度的敏感性,为基础耐久性设计提供指导;另一方面,通过讨论相对均方差灵敏度因子,结合基础耐久性可靠度指标相对误差,给出了将随机变量视为确定性变量以减少模型中随机变量维数的判定方法,避免传统重复试算的繁琐。

摘要：海上风力机在风和波浪的联合作用下运行,受到风、波浪等产生的随机交变载荷作用,在设计寿命期间要受到超过108的载荷循环,风力机疲劳荷载特性是风力机设计的重要问题。文章以NREL 5 MW单桩式海上风力机为研究对象,采用IEC标准中Kaimal谱模拟风况、莫里森公式模拟海浪,建立海上风力机的动态模型,应用FAST软件研究风力发电机组在IEC疲劳工况下,正常发电、发电出现脱网故障、启动、正常停机的荷载特性,得到叶片、塔筒上的载荷分布等,研究风力机叶片、塔筒载荷变化规律,为风力机结构疲劳寿命损耗估算、优化设计提供可靠依据。

摘要：基于ＳｕｐｅｒＳＡＰ软件的前处理功能，提出了两种有限元前处理的数据文件接口程序设计方法，一种是从ＡｕｔｏＣＡＤ中调入模型的接口设计方法，另一种是直接生成有限元分析数据文件的接口设计方法。采用该接口程序可以方便地进行结构、材料、边界复杂的工程问题的有限元前处理。