摘要：为研究斜拉桥钢桥面板横隔板挖孔细节群的畸变疲劳机理,考虑疲劳应力、焊接残余应力、焊接缺陷等多场耦合作用,建立了斜拉桥全桥足尺数字疲劳孪生模型,实现了钢桥面板典型细节群的数字畸变疲劳试验与模拟。焊接数字孪生模拟时,采用与单元温度相关联的热对流参数表达,可显著改善焊接温度场和残余应力场模拟准确度。数字畸变疲劳试验与模拟结果表明,横隔板挖孔细节群的畸变疲劳裂纹尖端等效应力强度因子幅均大于门槛值,该细节群初始裂纹在运营卡车荷载作用下易于扩展。应变能释放率分析结果表明,横隔板挖孔细节群的畸变疲劳裂纹均是以Ⅰ型裂纹为主导的Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ型复合型裂纹,扩展全过程3种类型裂纹耦合特征显著。该研究成果可为斜拉桥钢桥面板抗疲劳设计与维护提供依据。

摘要：沥青复杂的微观组成特征与其宏观性能密切相关,且会随沥青材料服役时间推移发生改变,致使其性能表现出高度不确定性。以化学沥青组分为桥梁来搭建微观组成与宏观性能间的靶向关系,对高性能沥青路面材料的研发具有重要意义。本文系统地介绍和展望了沥青组分特征与宏观性能间的潜在关联,着重分析其对沥青路面材料优化设计的指导作用。首先,从微观组成视角回顾了沥青胶体结构理论、沥青质结构模型、化学组分分子结构模型研究进程及发展趋势;其次,总结了目前沥青化学组分常用的分离方法,并着重分析了饱和分、芳香分、胶质和沥青质的基础物理化学特性;综述了沥青工程指标、多温度域流变特性、热稳定性、老化及再生特性等宏观性能与沥青化学组分特征间的有机联系,进一步分析了沥青性能转变过程中各组分的迁移特征,揭示了沥青化学组分特征对宏观性能演变的影响机制,从而为未来沥青材料的靶向设计、靶向阻燃及靶向再生体系的构建提供一定参考。最后,提出了借助分子动力学模拟手段辅助沥青材料化学组分设计的方法,基于材料基因组思想展望了沥青化学组分特征与宏观性能关系研究的应用构想。

摘要：为了降低承载传动误差波动产生的振动激励,提出了成形磨人字齿轮直线型对角修形优化设计。根据ISO对角修形定义,计算齿顶、齿根修形起始线在旋转投影面上的螺旋角,将修形曲线设计为直线型,给定最大修形量,确定对角修形的齿面方程。利用齿面接触分析和轮齿承载接触分析,以工作载荷下人字齿轮承载传动误差波动量最小为优化目标,采用遗传算法优化对角修形参数。确定以目标修形齿面法向偏差的平方和最小的目标函数,以螺旋角、模数、压力角为设计变量,采用遗传算法分别对齿顶和齿根修形区域进行逼近,从而实现对角修形的成形磨加工。结果表明,人字齿轮直线型对角修形可以将承载传动误差波动量降低到36.65%;采用三截面砂轮成形磨的理论误差控制在1μm以内,获得较高的齿面精度;试验人字齿小轮齿的检测结果控制在4级精度以内,并进行了齿轮副的滚检试验,从而验证该方法的有效性。

摘要：大体积混凝土具有体型厚实、原材料用量大、结构复杂和水化放热多等特点,在应用过程中易出现热裂缝,降低构件的使用性能、安全承载能力、耐久性和服役寿命。水化热调控材料能够降低混凝土内部温度梯度,减少温度应力,从而降低混凝土产生热裂缝的风险。总结了水化热调控材料的种类及其对水化放热的影响,归纳了水化热调控材料的作用机理,探讨了其使用效果和发展方向,为高能效、低成本水化热调控材料的研究开发提供设计依据。

摘要：随着分布式新能源在充电站的接入,源荷的随机特性使电网基频发生波动,进一步加剧站内谐波电流越限风险。对此,提出了一种频率自适应的有源电力滤波谐波检测与跟踪策略。首先,设计了一种改进式广义积分器与延时相消相结合的混合滤波器结构,提高原有广义积分器的滤波性能和动态响应能力,并可消除直流偏置及不平衡分量的影响。其次,通过引入前馈补偿的改进锁相环消除频率波动引起的误差,实现频率自适应谐波检测。最后,基于频率波动导致的谐波跟踪误差,采用结合无限脉冲响应滤波器的快速重复控制,可依据检测频率实现动态调整。仿真和实验结果表明,所提出的控制策略在充电负荷侧可稳定地检测电网频率。且在频率波动的工况下具有较优的谐波补偿能力,在32 ms实现对谐波电流的补偿,治理后电流谐波畸变率下降到5%以下,对不同工况下的充电站具有通用性。

摘要：针对兰州地铁1号线下穿黄河段盾构法隧道的最小覆土厚度问题,基于高压富水弱胶结砂卵石地层特性,分别提出由盾构掘削面稳定性与盾尾后方隧道抗浮稳定性决定的最小覆土厚度的修正算法,明确盾尾后方隧道受到的总浮力可以归纳为因浆液包裹产生的静态上浮力,以及地层应力引起的竖向不平衡力对应的动态上浮力,计算发现隧道抗浮稳定性要求的最小覆土厚度明显大于1.0 D(D为隧道直径),《地铁设计规范》(GB50517—2003)提出一般不宜小于1.0 D的最小覆土厚度有待进一步完善。在考虑隧址附近既有桥墩影响条件下,得出考虑冲刷要求的隧道最小覆土厚度方案是安全可行的,同时明确既有构筑物局部冲刷对新建构筑物的影响。研究结论可为盾构法隧道浅覆土穿越江河的稳定性控制奠定理论基础。

摘要：瞬变电磁响应受到发射波形的影响,正演计算中需考虑发射波形.基于位移逆Krylov子空间投影的模型降阶算法能够精确模拟三维全波形瞬变电磁正演响应,但该算法计算精确的on-time响应非常耗时.目前实际工作中多数情况下都是对off-time时间段的数据进行处理解释,因此可以将正演问题简化为精确模拟考虑发射波形的off-time时间段的响应.本文实现了一种改进的基于位移逆Krylov子空间投影的模型降阶算法,能够实现任意发射波形的瞬变电磁off-time时间段的响应的三维快速正演.基于频谱分析理论实现了一种定量化的评价on-time采样波形精度的方法,能够在保证off-time响应精度的同时,极大的减少on-time波形采样点的数量,从而显著的减少正演计算时间.典型的半正弦波、梯形波和复杂的VTEM波的模型的正演结果表明,相比密集采样的正演结果,本文算法在保证off-time响应精度的同时,能够实现5倍以上的正演加速.

摘要：为改善UiO-66-NH_(2)的光催化活性,以热氧化稳定处理的电纺聚丙烯腈(TSPAN)纳米纤维为载体,通过溶剂热法原位负载UiO-66-NH_(2)和Bi OCl晶体,设计构筑了柔性BiOCl@UiO-66-NH_(2)@TSPAN复合纳米纤维,并考察了其可见光催化还原Cr(VI)的性能.结果表明,UiO-66-NH_(2)和BiOCl可先后均匀负载于TSPAN纤维表面,且由于BiOCl的引入,形成了BiOCl/UiO-66-NH_(2)异质结构,提高了材料的可见光响应性,降低了光生电子空穴对的复合率,对Cr(VI)表现出增强的可见光驱动光催化还原活性,在120min内还原率达到100%,5次循环后,保持良好的稳定性,对Cr(VI)的光催化还原效率仍在90%以上.此外,该复合材料具有柔韧性,可以快速方便地从反应溶液中分离.

摘要：为了对装载机工作装置进行抗疲劳设计和疲劳可靠性评估,在获得ZL50G装载机工作装置固定姿态当量外载荷二维载荷谱的基础上,对载荷谱进行了等寿命加速处理,设计疲劳试验台进行加速加载疲劳试验研究,并对工作装置进行了极小子样疲劳可靠性评估。结果表明:利用加速加载谱加载35.88 h可以等效装载机连续作业495.67 h,实现了工作装置快速疲劳试验的目的;工作装置试件的实际疲劳寿命的平均值为9132.20 h,疲劳破坏起始于销轴衬套与动臂焊接处,靠近动臂板处的焊趾裂纹源是造成疲劳断裂的主要因素;基于给定工作寿命和疲劳寿命试验结果的极小子样疲劳可靠性评估,获得了工作装置寿命与可靠度为3次多项式的数学关系。

摘要：连续体动力模型是连续参数化分析与健康监测基准校核的重要工具;缆-索的空间耦合性、各子系统间的内部自平衡性与弹性协调性,是制约空间索面自锚式悬索桥进行高精度自由振动连续体建模和求解的核心因素。该文拓展挠度理论至振动形态,推导考虑吊索拉伸效应的缆-索-梁空间耦合变形方程与考虑自平衡性的相容方程,建立可考虑吊索拉伸的自由振动连续体模型,并将其无量纲化以便于识别控制动力特性的特征参数。采用伽辽金方法将连续体模型转换为矩阵形式求解其模态频率与振型。分别利用文献的平行索面自锚式悬索桥算例与空间索面自锚式悬索桥有限元模型来验证该文方法的精确性与普适性,并对关键特征参数进行敏感性分析。研究表明:吊索相对弹性轴向刚度对主梁相对弹性抗弯刚度较为敏感,是否考虑吊索拉伸效应将影响高阶次模态频率,尤其影响反对称模态;空间索面倾角对模态频率影响微弱,高阶次频率基本不受其影响;主梁相对弹性抗弯刚度显著影响模态频率,且会导致模态交叉现象的产生,主缆弹性刚度仅对低阶次对称模态频率有轻微影响。综上,考虑吊索拉伸的连续体模型更为准确,既可对动力特性进行连续参数化分析,又可作为基准解析模型为初步设计、模型修正与损伤识别提供必要前置数据。