摘要：建筑学五年制教学体系中,本科二年级正式进入建筑设计入门课程的学习阶段。建筑设计入门课程的培养目标主要包括引导学生理解基本的设计逻辑和掌握理性的设计方法。通过分析常规入门课程教学方法中存在的“可教性”“导向性”不足等问题,结合华南理工大学建筑学院二年级教学组多年来的实践探索,提出了“分解式”的入门教学理念,探讨了其在“专题式”教学内容分解和“进阶式”指导过程分解设计训练模式上的创新,并以该课程中《行为与空间》专题作业为例,对“分解式”教学模式的具体操作方法进行了总结。

摘要：为研究结构空间约束对楼盖短梁受力性能的影响,以楼盖短梁底筋配筋率和所处空间位置为变量,在框架结构中设计12根跨高比为3.3的楼盖短梁并进行竖向静力试验,并与4根相同参数的简支短梁试验结果进行对比。结果表明:楼盖短梁表现为首先发生纵筋屈服、最终沿临界斜裂缝劈裂,简支短梁表现为首先发生纵筋屈服、最终发生弯曲破坏或剪压破坏。与简支短梁相比,楼盖短梁承载力提高、延性降低。楼盖短梁承载力与底筋配筋率正相关,受空间位置的影响较小。建立试验框架的有限元模型进行数值模拟,结果显示:随着楼盖短梁截面所取的楼板翼缘宽度增大,轴压力沿梁跨分布趋于均匀。楼盖短梁所受轴向约束刚度增大时,轴力和承载力增大,承载力从受弯承载力控制转变为受剪承载力控制。采用我国规范承载力计算方法,分别按有无轴力计算楼盖短梁试件承载力,结果表明考虑轴压力才能准确判断破坏形态和计算承载力。

摘要：浮式风机平台在深远海环境中的稳定性和安全性是浮式风机系统的核心问题。以浮式风机平台为研究对象,基于长、短期两种设计波方法,结合实际波浪长期统计数据和波浪短期预报数据,通过数值模拟分析了多载荷控制参数对极端波浪载荷作用下设计波参数的影响,并评估了浮式风机平台使用不同设计波方法所得的结构强度。研究结果表明:传统中纵剖面、中横剖面以及水线面的载荷控制参数无法准确捕捉浮式风机平台所遭受的最危险载荷,在浮式风机平台结构强度分析中还需要考虑不同结构连接位置的应力集中现象,因而需要分析多载荷控制参数对结构强度的影响;长期统计设计波法能够更全面地反映海洋环境的复杂性,可得到浮式风机平台处于最危险状态的设计波参数,而短期设计波法则在快速评估极端波浪条件下的结构强度方面具有优势,二者可根据浮式风机平台的不同设计阶段配合使用;通过设计波法寻找最危险工况不能仅比较设计波参数中的波高,由计算结果发现两种设计波法计算所得的最大应力不一定对应在最大波高上,即单凭设计波波高参数不能判断该设计波为最危险工况,需要综合考虑设计波的波高、波浪周期、浪向和相位等参数对结构强度的影响。研究结果对于浮式风机平台的结构设计和安全评估具有重要意义。

摘要：基于聚焦性能对经颅磁线圈的影响,针对聚焦型线圈商用不足的问题,设计一种具有高聚焦性的单通道双梯形双层线圈。首先使用球头模型分析不同尺寸、相同结构的线圈性能,得到较优的线圈尺寸;为进一步提升聚焦度,再以中尺寸线圈为研究目标,探讨五种不同结构的双层线圈与两种商用8字形线圈的性能差异,得到最优线圈的结构;最后使用50组存在个体差异性的真实脑模型进行仿真验证,分析球头模型结果的可靠性。仿真结果表明:使用球头模型时,优化后的新型线圈对比70 mm figure-8 coil的聚焦度提升了69.48%,刺激深度减少了27.18%;对比25 mm figure-8 coil的聚焦度提升了44.78%,刺激深度减少了8.5%;使用50组真实脑模型时,优化后的新型线圈对比70 mm figure-8 coil的聚焦度提升了62.07%,刺激深度减少了25.71%;对比25 mm figure-8 coil的聚焦度提升了39.49%,刺激深度减少了9.5%。两种模型仿真数据结果趋于一致,证实了仿真可靠性的同时也证明了新型线圈具有更强的刺激强度和聚焦度,能大大提升TMS治疗的安全性,减少不适感,同时单通道设计易于实现,具有较高的性能优势。

摘要：复合绝缘子被广泛应用于输电线路中,但其老化与断裂问题不容忽视。为研究复合绝缘子断裂故障成因和电热力老化机理,设计了电热力老化试验平台,对复合绝缘子芯棒短样进行多场耦合老化试验。结果表明:老化绝缘子芯棒样品出现了断裂现象。芯棒断裂过程中,宏观特征表现为裂纹和断裂面的扩大、高压电极附近出现放电痕迹等;微观特征表现为环氧分解、玻纤出现微裂纹并断裂、玻纤-环氧界面失效等。同时,依据单元断开率建立了电热力多场耦合断裂失效评估模型,揭示了单元断开率与能量势垒的反比关系。在给定的电、热和机械应力条件下,该模型可根据断裂面积比率实现复合绝缘子芯棒老化程度评估,能够为多应力协同作用下的复合绝缘子芯棒老化失效分析提供参考。

摘要：目的为了解决“白加黑”技术中的反射裂缝问题,针对目前常用的悬浮密实型高弹改性沥青混合料(super flexible asphalt concrete,SFAC)应力吸收层变形量较大、容易造成上部沥青加铺层不利于受力的缺陷,方法提出基于CAVF法和富沥青理念优化设计的骨架密实型UFAC应力吸收层。采用有限元ABAQUS数值模拟方法对“白加黑”路面结构进行受力分析,并通过加速加载试验、冲击韧性试验和劈裂试验对材料与结构的抗反射裂缝性能进行评价。结果重载条件下,UFAC应力吸收层和高弹改性沥青应力吸收层的竖向位移相差5.93×10^(-2)mm,沥青加铺层底部所受竖向压应力σy、最大主应力σ_(max)、最大剪应力τ_(12)分别降低24%,32.3%,27.7%。当路面存在严重脱空或常规脱空情况时,基于UFAC应力吸收层的路面结构比GAC加铺路面结构的抗疲劳开裂性能分别提升48%,36%。与传统的悬浮型砂粒式AC-5应力吸收层相比,UFAC-5应力吸收层的冲击韧性增加60.8%,劈裂抗拉强度提高16.8%。结论基于UFAC应力吸收层的沥青加铺技术,通过增大常规改性沥青膜厚保证必要的疲劳抗拉能力,并采用骨架密实型级配显著提高集料间的嵌挤能力和内摩阻力,减小层间结构变形,可有效减缓沥青加铺层反射裂缝的产生与发展。

摘要：在血管组织工程领域,目前的主要技术方向集中于利用血管平滑肌细胞(VSMCs)在体外增殖和分泌富含胶原蛋白的细胞外基质(ECM),并且施加特定力学刺激重构出具有所需力学性能的生物材料。合适的氧气含量对于体外细胞三维培养至关重要,但在组织工程血管移植物(TEVG)应用方面还缺乏足够研究。为此通过设计不同的氧气含量培养环境,对VSMCs增殖活性检测以确定细胞培养的氧气含量最佳值;进而,在常规氧含量和低氧含量下,对胶原蛋白的基因表达和蛋白分泌情况进行检测,并通过羟脯氨酸检测法对沉积在细胞层中的总胶原含量进行定量;最后,在聚乙醇酸(PGA)支架材料上接种VSMCs进行三维培养形成TEVG,通过组织切片染色和总胶原定量来观察低氧环境下TEVG的培养效果。结果显示:7%氧气条件下VSMCs细胞活性增长最快;低氧环境下VSMCs的Ⅰ型胶原蛋白(ColⅠ)和Ⅲ型胶原蛋白(ColⅢ)基因表达有所上调,在第5至第9天可以检测到更多胶原蛋白分泌到细胞培养基中,尤其是ColⅢ,并且第11天细胞层ECM中总胶原蛋白的含量为常氧组的3.1倍;7%氧气条件可促进PGA支架上VSMCs三维培养过程的胶原沉积,与常氧组相比总胶原含量提高至2.09倍,并形成更致密的胶原纤维。结果表明,选择低氧环境可以促进组织工程血管移植物胶原蛋白的含量,可为进一步优化TEVG的体外培养条件提供依据。

摘要：纤维编织网增强砂浆(TRM)加固是一种采用砂浆作为无机胶黏剂将纤维编织网粘贴于构件表面形成加固层的方法,其具有轻质高强、几乎不改变截面尺寸、耐高温性能和耐久性好等优点,近年来受到了广泛关注。TRM中的胶黏剂通常采用聚合物改性水泥砂浆,但水泥的生产能耗和碳排放量较大。为实现“双碳”目标,采用生产能耗和碳排放量远低于水泥而力学性能与水泥相近的地聚物取代水泥,形成纤维编织网增强地聚物砂浆(TRGM)加固法。采用碳纤维编织网增强地聚物砂浆加固钢筋混凝土双向板,开展不同长宽比和加固层数的TRGM加固板的抗弯性能试验和有限元分析,并与相应未加固板的性能进行比较,考察了TRGM的加固效果、双向纤维对承载力的贡献和传力机理。研究结果表明:TRGM加固能有效提高双向板的开裂后刚度和抗弯承载能力,抑制裂缝发展,尤其是沿短边方向的裂缝数量明显减少;双向板长宽比越大,TRGM的加固效果越明显;1层TRGM的加固效果受纤维编织网搭接以及施工质量的影响较大,使得其加固效率远低于2层TRGM加固的情况,纤维网的搭接可能会影响纤维强度的发挥,设计时应保证纤维有足够的搭接长度;加固板短向与长向承担的弯矩比在短向钢筋屈服后会逐渐降低,长向钢筋和纤维对承载力的贡献逐渐增大;随着跨中挠度增加,纤维承担的拉力占比呈现出先减后增再减的波浪形变化趋势。

摘要：缺乏自主作业能力是制约机器人在工业制造领域大规模应用的主要因素之一。机器人通过学习操作技能,可有效加强自主作业能力,进一步提升智能化水平。针对雕刻任务,提出了一种机器人技能学习方法以实现高效作业。该方法首先对任意轨迹进行分割和特征提取,利用梯度提升决策树多分类方法进行轨迹分类,并基于改进型动态运动原语模型的技能学习方法生成待雕刻字样轨迹。同时,在所搭建的机器人雕刻实验平台,采用艾力特机械臂完成了雕刻英文任务,实验结果表明雕刻效果良好,实现了机器人雕刻技能学习。该方法效率高,能够适应不同任务需求,在工业制造领域有着广阔应用前景。

摘要：锂电池更好的循环性能和安全性能是电动汽车获得更广泛市场优势的迫切需要,深入了解电解液退浸润的形成机理是长寿命电池发展的关键。该文采用一种超声无损检测方法,从两个维度对市面上常用的3种包装类型的锂离子电池在使用过程中内部电解液发生的变化进行了研究。结果发现:在长度方向,极耳附近相比其他位置更容易出现电解液退浸润的情况,且正极比负极更容易出现退浸润缺陷;厚度方向上电池中间层比外层区域更容易出现退浸润现象。分析发现,这主要是由于电池材料选取与结构设计导致极耳位置具有更高的电流密度和温度,电解液发生反应消耗,加快了此区域的老化进程。最后针对这一现象对未来电池选材与设计和锂电池的发展给出了建议。