摘要：对适用于轻型组合桥梁负弯矩区的T形横向接缝抗弯性能进行试验研究,对负弯矩加载接缝的全过程进行理论分析,对接缝设计参数进行讨论.研究结果表明,随着荷载的增大,试件的主裂缝出现在连续浇筑的UHPC接缝界面和加载点下方的面板表面,试件中部未发现明显裂纹,UHPC接缝界面的可视初裂强度可以满足实桥设计荷载.对试验梁进行分析,提出接缝最大裂缝宽度、考虑UHPC拉伸刚度效应的设计弯矩和挠度计算公式,获得每阶段承载力的计算式,预测结果与试验结果吻合良好.通过参数讨论和计算可知,跨度L=20~50 m的轻型组合桥梁T形接缝上部加长长度可以设置为0.1L.

摘要：通过对12个超高性能混凝土(UHPC)牛腿的静力加载试验,研究了剪跨比、钢纤维体积率以及箍筋配筋率等主要变化参数对牛腿受剪性能的影响。结果表明:相比于高性能混凝土中未加入钢纤维的牛腿,UHPC牛腿的开裂荷载显著提高,同时破坏模式也从剪切破坏转变为弯曲破坏;通过减小剪跨比和增加箍筋配筋率可以提高牛腿受剪承载力。收集了UHPC牛腿试验数据,对GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》和JGJ/T 465—2019《钢纤维混凝土结构设计标准》和理论模型中牛腿受剪承载力计算公式的适用性进行评估,发现已有的计算模型偏于保守,导致对UHPC牛腿的承载力的预测结果偏低。在此基础上,提出了一种适用于UHPC牛腿受剪承载力的改进拉压杆模型,该模型计算结果与收集的试验结果比值的平均值为1.15,变异系数为0.07。改进模型的准确性和离散性优于已有的计算模型,可供UHPC牛腿设计参考。

摘要：以典型的20 m^(2)小型定日镜为对象,采用光-机集成建模方法,研究了自重和风载荷联合作用下定日镜的服役光学精度特性,综合考虑了定日镜工作高度角、风压大小和关键结构参数的影响。结果表明,沿镜面横向的斜率误差分量D_(x)要明显大于沿其竖向的D_(y),螺栓数量N增加对D_(x)影响不显著,但能显著减小D_(y),反射镜面自身刚度弱是其服役光学精度下降的主要原因;机架中角钢型材的边长a在30~50 mm之间对光学精度影响较小,但厚度t对光学精度的影响较为显著。定日镜结构变形与镜面斜率误差均随着风压载荷的增加而线性增加,且不同高度角β下总镜面斜率误差变化曲线斜率基本一致;仅在自重作用下,高度角0°~90°内总斜率误差能控制在1.45 mrad以内;镜面变形与其斜率误差分布规律完全不同,镜面斜率误差与镜面变形之间并非呈线性正比关系,采用光学精度进行评价或指导定日镜结构优化设计是最佳途径。

摘要：拓扑优化和增材制造技术的快速发展为高性能复杂装备提供了高效的产品设计和制造方法。目前高性能结构拓扑优化只考虑热-力耦合或者流-热耦合的设计,且大多局限于简单结构,未考虑流-热-力三场共同作用下的设计,限制了结构性能的提升。针对流-热-力多物理场工况下的高性能复杂结构设计这一挑战,提出了一种流-热-力耦合拓扑优化方法,以提高复杂结构的承温能力。首先引入流场、温度场和结构位移场的控制方程,对计算域的流固材料进行统一表征;然后以最小化平均温度为目标,以流动能量耗散和结构柔度为约束,建立了流-热-力耦合的拓扑优化模型,并结合变分法和拉格朗日函数开展了设计变量的灵敏度分析;最后将所建立的拓扑优化模型应用于涡轮的结构设计,得到了散热性能良好、流道分布合理的可增材制造结构。

摘要：由于广义非线性Hoek-Brown(H-B)强度准则可展现出岩体的复杂剪切破坏行为,因此,其被广泛地应用于岩质边坡稳定性分析。然而,以条块划分与条间力假设模式而建立的传统极限平衡方法不易于直接引入非线性强度准则,使得极限平衡方法在分析岩质边坡稳定性方面存在些许不足。此外,边坡稳定性分析时,以往常将滑面局部安全系数假定为与位置无关的单一变量。事实上,边坡在未达到临界失效状态前,滑面局部安全系数分布存在差异性。为此,应用Taylor级数展开式构建滑面正应力函数,并考虑滑面局部安全系数差异性,建立滑面局部安全系数倒数线性分布特征下滑面剪应力函数。进而,实现滑面应力计算模式与滑面局部安全系数差异分布特征下广义非线性H-B强度准则的融入。随后,引入滑面端部应力约束条件,并依据边坡滑体所满足的整体力学平衡方程,推导出岩质边坡稳定性极限平衡解答。通过算例对比分析,可知本文方法不仅可准确地评估出非线性强度准则下岩质边坡稳定性,而且能够合理地模拟出近坡顶处滑面拉剪应力区、客观地描述出应力集中效应下近坡脚处滑面压剪现象以及有效地判别出滑面局部安全系数差异分布特征。进一步,为了便于指导工程岩质边坡设计与加固,绘制了均质岩石边坡最小安全系数等值曲线图与临界滑面局部安全系数差异分布特征分区图。

摘要：为掌握微开裂LEM-SHCC路桥连接板在车辆荷载作用下的受力性能,首先进行混合两种PVA纤维长度(8mm和12mm)LEM-SHCC材料的基本材性(弹性模量、抗压强度及抗拉性能)试验,分析PVA纤维长度对LEM-SHCC材料性能的影响,其次制备混合两种PVA纤维长度的LEMSHCC路桥连接板,研究其在系统温度荷载作用下的吸纳变形能力、裂缝分布规律以及受力特点,随后在微开裂的LEM-SHCC路桥连接板最不利位置模拟车辆荷载作用,研究车辆荷载作用下微开裂LEM-SHCC路桥连接板变形特性,最后进行LEM-SHCC路桥连接板的敏感参数(包括PVA纤维长度、板厚、基层顶面当量回弹模量等)有限元对比分析。研究结果表明:采用混合两种PVA纤维长度LEM-SHCC材料较使用单一纤维LEM-SHCC材料的抗压强度和弹性模量分别提高32%和36%,抗拉初裂应力和极限抗拉强度分别提高51%和8.8%;低周反复拉/压混合两种PVA纤维长度的LEM-SHCC路桥连接板,板面裂缝靠近张拉端多而密,靠近锚固端少而间距大,卸载后表面裂缝可自行闭合,且LEM-SHCC板张拉端和锚固端的内力随着张拉次数的增加而减小;微开裂LEM-SHCC路桥连接板随着车辆荷载增加竖向变形增大,回弹弯沉为0.235mm,小于计算弯沉0.345mm,满足路桥连接板的强度要求;当LEM-SHCC材料的PVA纤维长度为10mm,LEM-SHCC板的设计厚度为150mm,基层顶面当量回弹模量为800MPa时,LEM-SHCC板的最大伸长量、最大应力、拉伸损伤等各项性能最优,该研究成果为LEM-SHCC路桥连接板的设计提供参考。

摘要：近年来,桥梁船撞事故频发,船撞已成为桥梁失效的主要原因之一。为推动桥梁防撞设计方法的发展与桥梁防撞技术的进步,对近20年的桥梁船撞研究展开综述,评述重点涵盖风险评估、响应分析与防护措施3个方面。首先,从实际的桥梁抗撞需求出发,搜集了中国2012~2022年桥梁船撞事故,总结出近年桥梁船撞事故所呈现出的4个新特征,弥补了这一时段中国船撞事故信息的缺失。然后,从研究方法的角度切入,介绍了桥梁船撞风险评估方法与响应计算方法,总结了试验法、接触有限元分析法、等效静力法和等效动力法这4种碰撞响应计算方法的发展动机、特点、应用场景及局限性。防护措施方面,着重梳理了浮式拦截系统与自浮式防撞装置这2种被动防撞措施的发展历程与构造特点,以及主动预警防护措施研究中所涉及的算法实现与更迭。最后,指出了当前桥梁船撞研究在考虑全要素分析、多灾害耦合、规范化设计等方面所面临的诸多挑战,并对桥梁船撞研究未来发展的主要方向做出展望。

摘要：随着可再生能源比例增加,电网新建储能电站成为提升系统频率稳定性的重要手段。针对电网中分布式储能电站(distributedenergystoragestations,DESS)参与一次调频面临的荷电状态均衡问题,提出了一种考虑荷电状态(state of charge,SOC)一致性的DESS协同控制策略。首先,构建了含分布式储能电站的区域电网调频模型,分析了传统调频控制方法的特点,并讨论了储能在高渗透率新能源电网中的调频及一致性控制需求;其次,分析了电网调频需求与DESS的SOC一致性调整需求之间的耦合关系,设计了基于一致性原理的SOC分布式控制策略,进而构建了兼顾两种需求的DESS一次调频协同控制方法,详细分析了关键控制参数的设计原则与取值方法。最后,搭建典型区域电网模型,结合不同频率波动工况进行了仿真验证,结果表明:所提控制策略可以有效改善电网频率质量,在不增加系统调频负担的前提下实现多个储能电站的SOC一致性调节,减小了DESS集群的SOC越限风险,增强了其聚合控制效果。

摘要：为研究驻波型声镊的聚焦声场特征及其操控微粒的稳定性,使用有限元方法建立了相位调控聚焦声场控制模型并搭建了声镊实验系统,测量了系统中微粒多方向移动的位置精度,并分析了聚焦声场的分布规律及其影响。理论与实验结果表明,所设计声镊系统能够在平面内完成微粒操控。相位调控声镊在微粒操控稳定性方面存在区域差异性,越靠近中心区域的声场操控稳定性越强,越靠近边界区域的声场操控稳定性越差。通过细化移动步长可一定程度上提高微粒操控的稳定性。

摘要：研究目的:有砟轨道在重载铁路中广泛采用,随着服役时间的增加,在列车荷载反复作用下,道床性能会随之变化,线路阻力呈现动态发展的时变特性。作为求解梁轨相互作用的关键,准确合理地选取线路纵向阻力是保证梁轨相互作用计算准确的前提,关系梁轨系统的正常使用与安全运营。研究结论:(1)颗粒级配由粗到细,纵向线阻力逐渐减小;摩擦系数由小到大,纵向线阻力稍微增加;(2)结合不同级配建立的道床模型模拟出的纵向线阻力-位移曲线,获得纵向线阻力动态演化模型,可知线路纵向阻力由新建线路的阻力29.7 kN/(m·线)演化到破碎充分时的23.6 kN/(m·线),退化幅度约为20.5%;(3)本研究成果可为开展全服役期内重载铁路的梁轨相互作用等相关研究提供关键参数。