摘要：为了探究混凝土内部细观尺度下的损伤机理,利用Python语言对ABAQUS进行二次开发,建立了包含界面过渡区的三维细观凹凸型骨料混凝土模型,并提出了一种可直接用于判断凹凸型骨料空间干涉的方法。随后,对该模型进行准静态下的数值模拟,以验证其可靠性。最后,进行了不同骨料形状下的单轴压缩数值模拟分析。研究结果表明,采用本方法可以实现60%以上的骨料体积比的高密实投放。在不同形状的骨料下,混凝土的抗压强度方面影响不大;然而,在导致混凝土裂缝扩展与体积破坏方面,不同形状的骨料产生较大影响。随着骨料表面凹凸性和不规则程度的增加,混凝土受压时的损伤破坏程度逐步加深。这些发现有助于更深入地理解混凝土内部损伤机理,并为混凝土结构设计提供了有益的参考。

摘要：空间环形张拉机构是实现天线口径大型化的理想结构形式之一。为了研究环形张拉结构的动力学特性,首先介绍空间环形张拉结构的系统组成,然后对张拉结构的环形桁架进行了运动学分析。根据铰链节点的展开速度,对其展开过程进行运动规划。然后基于运动学结果建立环形桁架机构的动力学模型,通过牛顿—欧拉公式综合考虑了斜拉索索力、关节摩擦阻尼及关节锁紧力矩对动力学特性的影响,分析当机构采用无源驱动时,对斜拉索索力的影响规律。以斜拉索索力变化偏差均值及最大索力值最小为优化目标,对采用的弹簧驱动进行了优化设计,其中优化后的弹簧刚度降低了24.5%,拉索张力偏差均值及索拉力峰值分别降低了45.2%和41.6%。最后研制了缩比原理样机,进行动力学试验,通过试验结果验证了动力学分析方法的正确性。

摘要：为提升高烈度近断层地区大跨轻柔拱桥的纵向抗震性能,通过非线性时程分析,探讨了某上承式RC拱桥黏滞阻尼器的适用性。对比该新型拱桥与常规RC拱桥结构体系、动力特性的差异,明确了其地震损伤路径,优化了阻尼器布置方案,探究了近远断层地震动下墩柱响应规律及减震效果,考虑了高阶振型的影响,结合易损性说明了减震方案的合理性。结果表明:此类轻柔拱桥在近断层纵竖向设计地震下,中等高度立柱最易损伤,而拱肋保持弹性;在桥台及高柱处布置阻尼器的减震效果最佳;受高阶振型影响,设置阻尼器后的高墩柱墩身剪力及弯矩包络“S”形分布更显著;在近场脉冲及远场长周期地震下的结构响应更大,受位移脉冲的影响阻尼器滞回环会出现突变,但耗能显著、减震效果突出;4类近远场地震动下黏滞阻尼器均可有效降低拱桥墩柱的损伤概率,适用性较优,但需满足大出力、大量程的地震需求。

摘要：深部煤系地层中,漫长成岩过程使得部分煤层与岩层之间存在一个岩性过渡区,过渡区与上下岩层、煤层共同组成了一个组合结构。为研究过渡层高度对煤岩组合体变坏特征的影响,首先提出煤、岩石及过渡层3种人工材料的配比设计及煤–过渡层–岩(CFR)组合体试样的制作方案。在此基础上,开展不同过渡层高度的人工CFR组合试样的单轴压缩试验。基于离散元数值模拟软件PFC,采用刚性簇和球颗粒分别表示过渡层中的煤和岩石颗粒,通过其比例变化构建一种过渡层和CFR组合结构PFC表征模型。结合试验结果,对模型参数进行标定并验证算法的有效性。试验与数值模拟结果表明:随着过渡层高度增加,试样强度、峰前耗散能和声发射b值呈现先降低后增加的趋势,弹性应变能呈现逐渐增加的趋势。数值模拟的微裂隙角度分布范围也随着高度增加先缩小后增大,微裂纹萌生区域逐渐由煤层转移到过渡层,声发射定位则逐渐集中至煤与过渡层界面处。研究结果表明过渡层的存在显著改变了煤岩组合结构的物理力学特性。

摘要：为增强机场水泥混凝土的韧性,提升道面结构的抗开裂能力,制备了聚酯纤维(FC)、聚乙烯醇纤维(PVA)和聚丙烯粗纤维(PP)混凝土。以砂率、FC纤维掺量和减水剂掺量为影响因素,28 d抗折强度为响应值,采用响应面法确定了FC纤维混凝土的最佳配比。采用三点弯曲韧性试验和三点弯曲断裂试验,分析了纤维的增韧阻裂机理。结果表明:砂率、FC纤维掺量和减水剂掺量之间存在交互作用,三者对混凝土28 d抗折强度的影响程度排序为FC纤维掺量>减水剂掺量>砂率,最佳配比为砂率34%、FC纤维掺量1.4 kg/m^(3)、减水剂掺量2%。三种纤维P-δ曲线拐点处的荷载峰值和挠度显著提高,拐点尖锐程度下降。相较于素混凝土,FC、PVA和PP纤维混凝土的断裂韧性分别提高了125.8%、118.4%和87.1%,起裂韧度分别提升了38.7%、33.9%和25.2%,断裂韧度分别提升了87.1%、73.2%和55.6%。此外,FC、PVA和PP纤维混凝土开裂过程中所需的断裂能分别提升了216.2%、193.2%和162.9%。结合能量平衡理论,纤维通过能量传递的方式在混凝土中起到增韧阻裂作用,FC纤维的增韧阻裂效果相对显著。

摘要：为了提高沥青路面压实度预测的准确率,基于机器学习对沥青路面进行压实度质量评估;通过对比实际工程中不同压路机在沥青路面上的振动规律,构建振动压路机-沥青路面系统动力学模型,利用Simulink数值仿真软件对所构建的模型进行仿真,设计8种工况,对比压实度计值、压实度控制值、机械驱动功率、滚轮综合刚度、填筑体能量、单位体积压实功率6个压实度质量评估指标在各工况下的适用性差异;采用支持向量机、逻辑回归、k最近邻、决策树、朴素贝叶斯法5种传统的机器学习方法对各工况下的压实度质量评估指标样本进行训练,对比压实度预测准确率;设计压路机在不同碾压次数时的碾压路线,对比分别采用最优压实度质量评估指标和单一压实度质量评估指标的压实度预测准确率。结果表明:不同压实度质量评估指标在不同工况下的适用性不同,即使在同一种工况下,不同碾压次数时的适用性也存在差异;采用最优压实度质量评估指标代替单一压实度质量评估指标,压实度预测准确率提高5.8%;在5种传统的机器学习方法中,朴素贝叶斯法预测最优压实度质量评估指标类型的准确率最高,为96.22%。

摘要：超声催化气体传感器是一种具备识别气体种类与分析气体浓度能力的新型单气体传感器,现有的数据库识别与K值判别方法存在校准工作量大与识别准确率不高的问题,因此提出一种基于神经网络的气体种类与浓度识别方法。结合实验采集的数据,利用随机森林(RF)与互信息(MI)等特征选择方法选择最优特征组合,设计神经网络结构,实现气体种类和浓度识别。实验表明:气体分类模型预测在1%~20%爆炸下限(LEL)浓度的甲醇、乙醇、丙酮和氢气分类正确率能达到96.88%,通过鲸鱼算法优化后的分类模型分类正确率提高至97.82%;气体浓度预测模型对甲醇、乙醇、丙酮和氢气浓度预测误差分别为3.49%、2.5%、10.12%、9.76%。结果表明,神经网络能有效进行超声催化气体单传感器的气体分类与浓度识别。

摘要：为探究铁路超高墩结构的抗震性能并对其在双向水平地震作用下的易损性进行评估,以西部山区某高速铁路超高墩结构为研究对象,根据结构自身动力特性,以材料应变状态对应的截面曲率作为损伤指标,描述其不同的损伤破坏状态并确定不同损伤状态所对应的指标限值。基于IDA方法,从PEER数据库中选取10组远场地震动作为双向地震动输入样本,以ANSYS为平台建立超高墩有限元模型进行非线性动力时程分析,得到不同强度地震动对应的结构地震响应。结合能力需求比的对数回归分析,建立超高墩各控制截面的概率地震需求模型对其易损性进行评估,并采用一阶界限法计算超高墩整体损伤概率并建立易损性曲线。结果表明:H形双柱式薄壁空心超高墩在强震作用下各部位均会发生一定程度的损伤,其中墩底部位损伤最为严重,在PGA为1.0g时墩底部位轻微损伤、中等损伤和完全损伤的超越概率分别为98.71%、96.92%和36.02%;结构完全损伤概率较小,满足三水准抗震设防要求并具有良好的抗倒塌能力;易损性分析能够准确地反映超高墩的真实抗震性能,为实际工程中既有超高墩的震后损伤加固或新墩设计提供理论依据。

摘要：超声谐振技术是研究金属材料超高周长寿命疲劳性能的有效手段之一.超声疲劳试样通常需要独特的几何设计以满足共振的要求.常规疲劳试样如圆棒以及狗骨等不具备平面特征，在定量微观表征等方面存在困难.本文介绍了一种基于狗骨型拉压疲劳试样的带平面超声拉伸疲劳试样及其设计方法、疲劳测试方法.与传统超声疲劳试样设计不同的是，本文的狗骨平面试样具备平面试验段，具有利于定量微观表征的特征.本文以GH4169镍基合金为例，开展狗骨平面疲劳试样设计.通过超声疲劳试验结果表明，本文提出的基于理论解和数值方法的狗骨平面试件能在20 kHz产生共振，并且测得应力数据基本与现有材料S-N曲线相符.本文方法为超声疲劳试样设计与超高周疲劳的微观变形机制研究提供了新思路.

摘要：对于锂离子电池热管理系统,在锂电池两侧插入带通道的冷板是一种有效的高温散热方法。针对电动汽车用方形锂电池,在传统并行流道冷板的基础上,设计了六种肋片强化换热冷板。通过数值模拟方法研究和比较了不同雷诺数下冷板的换热效果,同时计算了流场的压降、摩擦因子和速度等来分析其流动特性,最后采用综合考虑流体流动和传热特性的无量纲因子来判断冷板的综合性能。结果表明,不同雷诺数下六种肋片强化冷板散热性能均优于传统并行流道冷板,但压降也不可避免地增大,各个方案中矩形交错肋片液冷板的综合性能最优。