摘要：为了顺应新工科背景下人才培养模式的革新趋势,着眼于培育面向未来工业4.0的创新研究型人才,特别针对“数值分析”课程,提出了“数、法、编、视”四位一体教学模式的改革方案。通过实际的案例引导教学进程,逐步推演数值计算方法,并将其融入程序设计实践中,进而展示可视化操作界面,以此激发学生的学习兴趣。同时,坚持理论与实践紧密结合的教育理念,构建了“数、法、编、视”四位一体的综合型人才培养模式。该模式将为工科学生提升解决实际复杂工程问题的能力提供有力支撑,同时为其他相关专业课程的教育教学改革提供参考与借鉴。

摘要：为探索渗透型低影响开发设施的下渗性能快速评估方法,以雨水渗渠为研究对象,选取两个不同气候特征的北方城市(北京和兰州)为研究区,提出了一种随机解析水文模型,可用于快速定量评估雨水渗渠的下渗性能。系统分析了研究区不同渗渠设计工况(包括3种不同土壤类型、16种不同的砾石层厚度和10种不同的集水区与渗渠面积比)的地下水补给率变化情况。结果表明:1)根据不同工况的渗渠随机解析模型计算得到的地下水补给率与SWMM模型连续模拟结果一致性较好,验证了解析模型的可靠性;2)半干旱地区兰州的地下水补给率大于半湿润地区北京的,渗渠土壤下渗率与设施砾石层厚度的增大会导致地下水补给率增大,而集水区面积增大会导致地下水补给率减小。

摘要：【目的】明确影响砂砾土堆积角形成的关键因素,分析Johnson-Kendall-Roberts(JKR)表面能、碰撞恢复系数、静摩擦、滚动摩擦系数等因素对砂砾土堆积角的影响,实现对砂砾土堆积角的精确预测。【方法】使用Box-Behnken中心组合设计试验方案,采用Generic EDEM material model database(GEMM)数据库获取仿真试验关键参数;基于Hertz-Mindlin with JKR接触模型对砂砾土进行堆积角仿真试验;利用MATLAB函数曲线读取堆积形态轮廓线的边界颗粒坐标,拟合堆积斜面轮廓线。【结果】实际最优因素参数组合为砂砾土颗粒间JKR表面能、滚动摩擦系数、静摩擦系数和恢复系数,分别为0.05 J/m^(2)、0.1、0.39、0.45;EDEM仿真试验所得砂砾土堆积角为35.41°,与堆积角测量值(35.11°)误差为0.854%,且颗粒堆积形态无明显差异。【结论】砂砾土颗粒的JKR表面能和滚动摩擦系数是影响堆积角的重要因素。

摘要：讨论了免支撑预应力混凝土叠合板设计的关键问题,提出了主要设计流程,补充了国家现行有关标准中未规定的计算方法,结合工程案例验证了免支撑预应力混凝土叠合板的设计方法。以预应力混凝土带肋叠合板为例分析免支撑设计控制条件,结果表明,在不同跨度和使用活荷载作用下,预制底板抗裂为免支撑控制条件,且较大的使用活荷载更容易实现底板免支撑。针对实际工程中预应力混凝土带肋底板管线敷设困难的问题,提出了三种新型免支撑预应力混凝土叠合板基本构造。

摘要：深入分析双相不锈钢S32001冷弯卷边角钢悬臂构件的弯扭屈曲性能,并提出可靠的设计方法,实现此类构件作为地铁疏散平台支架的大规模应用。对双相不锈钢S32001冷弯卷边角钢悬臂结构展开了试验研究与有限元分析,研究了角钢卷边宽厚比对角钢悬臂结构弯扭屈曲性能的影响,并基于弹性屈曲理论建立了冷弯卷边角钢弯扭屈曲承载力计算方法。截面肢长相同时,卷边角钢截面构件的极限承载力较普通角钢截面构件可提高70%~145%。随卷边宽厚比a/t增大,卷边角钢构件抗弯承载力比值M n/M y呈上升趋势。采用所建立的计算方法得到的预测结果与有限元分析结果吻合良好。双相不锈钢卷边角钢悬臂构件具备出色的弯扭屈曲承载能力,在工程结构中具有广阔的应用前景。

摘要：针对带窗洞复合墙板受弯与受压承载力不足的问题,提出了一种带框复合墙板,即通过在复合墙板内设置暗梁、暗柱来提高其承载力。对5块足尺的带窗洞复合墙板进行四点弯曲试验和偏心受压试验,考察其破坏模态和承载能力。试验结果表明,复合墙板的抗弯刚度较高,受弯荷载满足由美国ASCE/SEI 7-05规范计算得到的关岛风荷载设计值要求;在四点弯曲荷载和偏心受压荷载作用下,复合墙板能实现完全组合作用,两侧混凝土面层变形协调,符合“平截面假定”;复合墙板在四点弯曲荷载下发生延性破坏。分别按美国ACI 318M-05《混凝土结构设计规范和注释》和中国GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》对复合墙板的受弯承载力进行了计算,计算值与试验值误差最大不超过16%,并且利用两种规范公式计算得到的承载力均较为保守。

摘要：磁流变阻尼器(Magneto-Rheological damper)因其优异的性能,在地震和风荷载下的结构振动控制中有广阔的应用。采用磁流变阻尼器进行结构控制时,建立相对精确的非线性模型是设计控制策略重要因素之一,也是保证对其进行数值分析时具有较高可信度的关键因素之一。从传统优化方法获得的确定性模型参数无法考虑由于磁流变阻尼器的现象学模型(phenomenological model)内在的不确定性,从而可能导致阻尼器模型出现不准确的预测。使用马尔可夫链蒙特卡洛方法,该研究对磁流变阻尼器的 Maxwell Nonlinear Slider (MNS)模型的不确定性分析,并通过与现有 200 kN 足尺磁流变阻尼器试验结果,证明了概率模型能够更好地预测磁流变阻尼器在预定的正弦曲线位移和实时混合模拟的位移响应下的输出力和能量耗散,从而为进一步分析结构在磁流变阻尼器控制下的响应预测提供了更为有效的工具。

摘要：目前国内正在大规模兴建盐岩地下储库群,其规划设计阶段可优化因素较多,且各因素影响程度不同,选取椭球形腔体几何分布形式、矿柱宽度和夹层位置3个主要因素进行了综合优化研究,旨在分析3个因素的敏感性影响程度,并确立储库群最优形式。对3个因素分别设立3个水平,运用正交试验设计原理,确立了9组试验方案,进行了相关数值模拟试验。评价层状盐岩地下储库群时选用经改进的位移、应力试验指标,基于试验结果运用正交试验法中的极差分析和方差分析对3个因素进行详细分析。结果表明,3个因素中夹层位置影响最显著,矿柱宽度居次,椭球形腔体几何分布形式影响最弱;最优储库群形式为邻腔夹角60°的分布形式、2.0D矿柱宽度、夹层分布在腔体上部1/4H(H为腔体高度)位置。

摘要：调整结构抗侧刚度是提高地震下结构抗倒塌能力的常用方法,目前该方法多应用于建筑结构,而没有关于输电塔的抗倒塌研究。针对此问题,首先,依托实际输电线路工程,基于ABAQUS软件建立了输电塔有限元模型,采用静力推覆分析(Pushover)和增量动力分析(incremental dynamic analysis,简称IDA)方法,获得了输电塔倒塌延性;其次,针对输电塔薄弱节间,提出了一种以杆件内外径之比为影响参数的输电塔地震抗倒塌优化设计方法;最后,通过有限元分析对优化效果进行了验证。结果表明,该优化方法能有效提高输电塔抗倒塌性能,优化后的输电塔薄弱节间抗震性能最高可达70%,非薄弱节间优化效果在10%左右,可为输电塔抗震设计提供指导。

摘要：通过7根复杂截面薄壁铝合金轴压试件试验,研究了该类截面试件轴压作用下局部屈曲及局部与整体耦合屈曲的性能。试件长度分别为350 mm和190 mm;初弯曲方向分别沿截面对称轴和非对称轴方向;初弯曲取值分别为试件长度的1/500和1/70。分析了各试件的破坏模式、屈曲承载力及荷载-轴向位移曲线等。建立了非线性有限元分析模型,并利用试验结果,验证了有限元模型的正确性。采用验证的有限元模型,分析了615根不同板件厚度和构件长度模型的屈曲承载力。将分析结果与采用现行美国、欧洲和我国的铝合金结构设计规范,美国冷弯钢结构设计规范及直接强度法计算的屈曲承载力进行了对比。结果表明:各国规范均低估了复杂截面铝合金试件的屈曲承载力,其计算结果与有限元分析结果的比值均小于0.85;相比各国规范,直接强度法可更精确地计算复杂截面铝合金轴压试件屈曲承载力,其结果与有限元分析结果的比值约为0.90。