摘要：在桥梁的震后抢通工作中,桥梁结构的快速损伤评估是恢复交通的关键环节。以具有代表性的铁路矩形桥墩为研究对象,通过4组拟静力试验验证有限元建模方法的合理性,并对1000组桥墩有限元模型分别按照纵桥向和横桥向进行耐震时程分析,通过搭建BP神经网络对地震动力响应的需求结果进行拟合,构建铁路矩形桥墩震损快速评估模型,最终通过一座三跨混凝土梁桥验证该模型的适用性。研究结果表明:配筋率、配箍率、剪跨比和轴压比是影响桥墩地震损伤的四种主要因素,长宽比、混凝土和钢筋强度是影响桥墩地震损伤的三项次要因素;当发生PGA为0.32 g的设计地震时,通过数值分析和神经网络模型快速评估这两种方法计算所得桥梁四个桥墩轻微损伤概率分别为96.7%、44.6%、49.1%、96.7%和95.6%、40.4%、60.9%、95.8%,中度损伤概率分别为40.1%、1.2%、1.6%、40.1%和37.4%、2.3%、6.0%、37.7%;BP神经网络算法能够有效建立构造参数与地震响应之间的联系,输出误差处于合理范围内,回归程度较好。基于BP神经网络的桥梁地震损伤评估模型具有较好的普适性,能替代部分数值仿真计算工作。

摘要：为研究高扬程泵站虹吸式出水流道虹吸形成过程,以某高扬程泵站的出水流道及出水池为研究对象,建立三维模型并使用Fluent仿真计算了虹吸管流态变化。针对3种出水池水位使用VOF模型计算其压力、流速等参数。驼峰段原角度为段前150°、段后160°,在虹吸段顶端使用DN350的真空破坏阀,同时改变驼峰段角度进行优化,发现将段前角度增加10°后,虹吸形成时间为448 s,相较于优化前缩短了56 s,改善了泵启动过程。分析发现,不同水位下虹吸形成时压力分布较为均匀;水位较低时流速分布不均,不良流态产生,低水位造成的负面影响远大于高水位;在驼峰段安装DN350真空阀能减小水力损失,对虹吸形成过程起到促进作用;真空阀会影响经典断面处流速分布,产生高流速区,出水池水位较低时,该现象使得流速分布不均。

摘要：为研究体外预应力加固变截面连续刚构体外束极限应力计算方法,首先,以两座背景工程为例,验证并评价了《规范》公式对于变截面连续刚构加固体系体外束极限应力计算的适用性;其次,在塑性铰个数计算的《规范》公式基础上,引入塑性铰个数修正系数α1以考虑连续刚构结构体系与实际破坏模式下截面转角特征,偏安全地提出加固体系破坏极限状态下塑性铰个数计算的修正公式;然后,通过对中支点失效模型与等效塑性区截面应变分布进行分析,提出中支点截面修正系数α2以考虑中支点截面变化对加固体系体外束有效长度的影响,经理论推导得出α2简析表达式,最终导出变截面连续刚构加固体系体外束极限应力计算修正公式;最后,对已有文献中3个算例进行计算,对比验证修正公式的正确性与适用性。结果表明:应用《规范》公式计算变截面连续刚构加固体系体外束极限应力将产生较大的偏差,且使设计结果偏于不安全,原因在于《规范》公式对变截面连续刚构体外束加固体系在破坏极限状态下塑性铰个数计算偏多及对于连续刚构中支点截面与跨中截面特性的差异考虑不够充分;提出的修正公式对变截面连续刚构体外束加固体系体外束极限应力的计算具有较高的精度与较好的适用性,最大误差在10%以内,能够满足工程计算精度的要求,且使结构设计偏于安全,能够对体外预应力加固变截面连续刚构承载能力极限状态设计提供参考。

摘要：全球电磁感应测深方法能获得地球深部电导率结构分布,目前被广泛应用于地球内部结构与热状态研究.地磁台站与地磁卫星观测的电磁感应数据为时间序列信号,在时间域分析全球电磁感应数据,特别是分析频谱极宽的磁暴脉冲响应,具有天然的优势.然而,当前的全球电磁感应数据解释技术一般在频率域进行,缺少时间域中的研究成果.为了弥补缺少时间域全球电磁感应数据解释方法的问题,本文开发了一种基于磁场矢量势的全球电磁感应时间域三维有限元并行正演求解方法,具备高精度快速计算源于地球外部时变电流源的地球感应电磁场时间序列的能力,特别适合于计算与分析频谱极宽的磁暴脉冲电磁感应时变响应.首先,建立基于磁场矢量势的全球电磁感应时间域微分控制方程,结合磁层外部电流源的物理属性建立边界条件和初始条件,从而构建出全球电磁感应时间域初始边界值问题.然后,利用四面体矢量有限元技术和无条件稳定的隐式后退欧拉公式,分别实现磁场矢量势的空间域和时间域离散,进而获得不同时刻的实系数大型有限元线性方程组,借助于高性能并行直接求解器,快速高精度地求解不同时刻的磁场矢量势与感应磁场.最后,利用理论模型验证本文算法的正确性.利用Dst磁暴环电流指数建立的时间域电流源与真实地球三维电性模型,研究"澳科一号"后续卫星200 km轨道对中国和澳大利亚下方地幔转换带高导体的探测能力,结果表明这些地幔转换带异常体在200 km卫星轨道高度能产生明显异常.综上所述,本文开发的时间域全球电磁感应方法不仅具备精确快速计算全球感应电磁场时间序列响应的能力,还能为反演与解释"澳科一号"等我国地磁卫星观测数据提供技术支持.

摘要：为对铁路桥梁震后状况进行合理评估,基于易损性构建了一套铁路桥梁震后通行能力评估方法,以国内常见铁路桥梁为参考,使用OpenSees建立了20座不同构造参数的4跨简支梁桥全桥有限元模型,基于耐震时程地震分析进行易损性与通行功能的评估,厘清了影响铁路桥梁地震损伤与通行能力的主要因素。研究表明:纵筋配筋率和剪跨比是影响铁路桥梁地震损伤的核心因素,轴压比是影响铁路桥梁地震损伤的主要因素,体积配箍率是影响铁路桥梁地震损伤的次要因素,为控制桥梁地震损伤,可以提高纵筋配筋率,降低剪跨比;配筋率增加通行能力会明显提升,剪跨比增加通行能力明显下降,配箍率和轴压比增加通行能力会小幅提升;纵筋配筋率与剪跨比是影响桥梁通行能力的主要因素,体积配箍率与轴压比是影响桥梁通行能力的次要因素,为保证通行能力最优,应适当提高纵筋配筋率或减小桥墩剪跨比,也可适当提高体积配箍率与轴压比。本研究提出的通行能力评估方法可以较好地评估桥梁结构通行功能,用于震后评估工作。

摘要：序列依赖效应反映了当前的知觉体验不仅取决于当下的刺激输入,还受到近期历史的影响。这一效应对于我们在动态变化的环境中形成相对稳定的知觉至关重要。本研究使用点阵作为刺激材料,在数量/面积(实验1)或数量/大小(实验2)两个维度上进行正交设计,旨在通过估计任务探索任务相关性如何影响线性分布特征的序列依赖效应。结果显示无论特征是否与任务相关,前一试次与当前试次同一特征总会对当前试次的知觉产生相反的影响。对于任务相关特征,前一试次产生的序列依赖始终为排斥效应。而对于任务无关特征,如果在当前试次中无关特征对被试的知觉反应有正向预测作用,则前一试次无关特征产生排斥的序列依赖效应;反之,如果在当前试次中无关特征对被试的知觉反应有负向预测,则前一试次无关特征产生吸引的序列依赖效应。任务相关性对序列依赖效应的影响主要体现在效应幅值的降低。这些发现揭示了线性分布特征的序列依赖效应受任务相关性以及特征本身特性的共同影响,而无关特征的序列依赖效应则暗示在客体水平也可以产生序列依赖效应。

摘要：为准确计算桥梁体外预应力加固锚固区应力,指导锚固区配筋设计,以一座4跨预应力混凝土连续刚构桥为背景,提出一种基于实际损伤的体外预应力加固锚固区应力分析与配筋设计方法。首先根据连续刚构桥下挠计算参数敏感性分析结果,确定计算参数组合,建立锚固区局部分析有限元模型;然后基于容许应力法对锚固区进行应力分析;最后对锚固区三向应力较大区域进行配筋设计。以3座桥梁为算例计算锚固区配筋量,并与基于全桥有限元法的实桥配筋结果进行对比,结果表明:采用该方法计算的锚固区横桥向、竖向和单锚局部承压区配筋量与采用全桥有限元法计算的配筋结果基本接近。该方法考虑了加固前原结构的损伤,对于非规则、异形锚固构造也具有适用性,同时避免了冗繁的全桥有限元建模与计算过程。

摘要：在扑翼飞行机器人的飞行过程中,由于其特有的驱动方式,机身存在周期性的俯仰和滚转运动,导致航拍视频出现抖动,影响成像效果的清晰度和稳定性.为了解决这一问题,本文提出了一种基于ORB和滑动均值滤波的电子稳像算法,用于在线消抖处理.首先,针对扑翼飞行机器人航拍图像的抖动周期与机翼扑动周期相一致的特性,设计了一种估计算法来根据图像特征估计机翼扑动周期.这一算法能够更准确地捕捉到抖动的周期性特征,为后续的稳像处理提供了重要参数.其次,提出了一种与扑动周期相关联的运动滤波算法,能够根据不同飞行工况对滤波参数自适应地进行动态调整.本文提出的算法优点在于能够根据扑翼飞行机器人实际飞行情况实时调整参数,从而更好地适应不同的飞行工况,进一步提高了稳像效果.最后,为了验证算法的可行性和稳定性,将视觉成像装置搭载在扑翼飞行机器人上进行了飞行实验.实验结果表明,相较于常用的电子稳像算法,本文所设计的算法在扑翼飞行机器人中表现出更好的稳像效果.最后,总结了本文所提出的算法优点,并对未来研究方向做出了展望.

摘要：轮轨黏着-蠕滑特性直接影响着轮轨系统的工作性能和列车的运行安全。为在轮轨接触数值模型中合理地表征实测黏着-蠕滑曲线的影响,在KP模型和改进FASTSIM模型的基础上,提出了黏着-蠕滑特征参数初值计算方法,结合遗传算法设计参数拟合过程并选取合适的适应度函数,形成了一种获取描述轮轨黏着-蠕滑特性特征参数的通用方法,随后以160 km/h速度的实测蠕滑数据为例,分析对比了本文算法拟合蠕滑曲线的计算效率及与理想工况下局部接触结果的差异。研究表明:(1)本文提出的算法在拟合不同速度工况对应的实测黏着-蠕滑曲线时均具有较高的精度,提出的拟合特征参数取值范围提高了遗传算法收敛速度,与遍历法相比计算速度提高18.5倍;(2)考虑潮湿环境实测轮轨黏着-蠕滑曲线时,轮轨黏滑分布、切向接触应力较干态理想工况有显著差异,主要体现在接触斑最大切向接触应力减小、滑动区面积随蠕滑率增大的速度减缓等。本文算法满足车辆-轨道耦合动力学数值仿真要求,可更真实地模拟实际环境条件下的轮轨相互作用。

摘要：为实现双层桥梁排架墩地震损伤控制设计,提出上层排架采用摇摆-自复位(Rocking Self-Centering,RSC)体系、下层排架不摇摆的双层桥梁排架墩设计思路,并采用钢管灌浆阻尼器(Steel-tube Grout Damper,SGD)提升摇摆接缝处的耗能能力。基于OpenSees数值分析平台分别建立了SGD和外置SGD的RSC双层排架墩抗震数值分析模型,结合试验结果验证了SGD和RSC排架墩建模方法的准确性。选取7条近断层地震动记录,基于增量动力分析(Incremental Dynamic Analysis,IDA)手段,研究外置SGD的RSC双层排架墩的地震反应。研究结果表明,当PGA为0.1 g时,SGD开始屈服耗能;当PGA为0.4 g时,SGD最大变形为名义极限变形的53.44%,无粘结预应力筋最大应力为名义屈服强度的59.60%;当PGA为0.8 g时,SGD接近拉断,预应力筋最大应力为名义屈服强度的84.78%;与耗能角钢相比,SGD变形及耗能能力更强,在强震作用下更不易发生拉断破坏。