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基于应变模态曲率差的木梁损伤识别

木材科学与技术 2024年第2期38卷 36-42页

作者：孟昭博高飞飞王鑫任现才张立伟荣珂欣聊城大学建筑工程学院山东聊城252000 天水师范学院土木工程学院甘肃天水741001 西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055

为了识别木梁截面的残缺,提出基于应变模态曲率差的木梁损伤识别方法。首先,采用ABAQUS建立完好木梁和不同程度损伤木梁的有限元模型并进行模态分析;然后,分别采用应变模态和应变模态曲率差的损伤识别指标对木梁进行损伤定位识别,通过... 详细信息

为了识别木梁截面的残缺,提出基于应变模态曲率差的木梁损伤识别方法。首先,采用ABAQUS建立完好木梁和不同程度损伤木梁的有限元模型并进行模态分析;然后,分别采用应变模态和应变模态曲率差的损伤识别指标对木梁进行损伤定位识别,通过拟合应变模态曲率差与损伤程度的关系式估算木梁的损伤程度;最后,通过木梁试验验证该指标的有效性。结果表明:应变模态损伤识别指标对木梁的截面损伤定位效果较差;应变模态曲率差指标具有较强敏感性,能够准确地识别出木梁损伤位置和程度。

关键词：木梁应变模态曲率差损伤识别

基于曲率模态和小波变换的木结构损伤识别研究

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基于曲率模态和小波变换的木结构损伤识别研究

作者：任现才聊城大学

学位级别：硕士

我国古建筑木结构在世界上享有极高声誉,然而,古建筑木结构在服役期间不可避免受到环境、突发灾害和人为破坏等因素的影响,结构容易出现裂缝、腐朽、虫蛀等不同病害特征,对其安全性、适用性和耐久性造成很大的影响,甚至会导致古建筑木... 详细信息

我国古建筑木结构在世界上享有极高声誉,然而,古建筑木结构在服役期间不可避免受到环境、突发灾害和人为破坏等因素的影响,结构容易出现裂缝、腐朽、虫蛀等不同病害特征,对其安全性、适用性和耐久性造成很大的影响,甚至会导致古建筑木结构发生倒塌。因此,对古建筑木结构进行损伤识别的研究具有十分重要的意义。本文以简支木梁和木框架为研究对象,提出采用曲率模态和小波变换两种方法相结合的损伤识别方法。主要研究内容如下:(1)研究了基于曲率模态的简支木梁损伤识别方法。通过对不同损伤工况的简支木梁进行模态试验,探讨了固有频率、振型、曲率模态三种损伤识别指标对简支木梁损伤识别的敏感性。试验结果表明:一阶曲率模态指标可以识别出木梁的损伤位置,但是该指标对于较小的损伤并不显著;固有频率和位移振型对结构的损伤不敏感。(2)针对曲率模态指标对木梁小损伤识别的局限性,提出了一种基于曲率模态和小波变换的木梁损伤识别方法。通过数值模拟和试验分析相结合的方法,研究了小波系数差指标在对木梁不同损伤位置和不同程度下的适用性,并分析了噪声对小波系数差指标损伤识别的影响。数值仿真和木梁试验结果表明:该指标可以较好的反映出木梁结构的损伤位置,并对损伤程度有一定的敏感性,通过拟合损伤位置处小波系数差指标与损伤程度的关系式可以估算木梁在损伤位置处的损伤程度,且损伤程度识别最大误差不超过4%;该指标对噪声污染具有鲁棒性,能够识别出木梁损伤的位置和程度。(3)对基于曲率模态和小波变换在木框架损伤识别中的应用进行了研究。以聊城市光岳楼首层缩尺比例1:4的中间跨框架作为研究对象,对其进行数值仿真分析,数值仿真结果表明,该方法可以准确判断出木框架的损伤位置和损伤程度,且损伤程度识别误差不超过3%。

关键词：小波变换曲率模态损伤识别小波系数差木梁,木框架

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古建筑木结构的抗震性能

新材料·新装饰 2020年第22期2卷 37-37,39页

作者：任现才聊城大学山东聊城252000

文章阐述了古建筑木结构的特点,说明了中国古建筑木结构的抗震概念设计,分析了古建筑木结构抗震性能研究现状,探究了古建筑木结构抗震性能现有研究的不足。

关键词：古建筑木结构抗震性能

绛帐镇南门楼上部木结构动力特性及地震响应分析

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低温建筑技术 2022年第1期44卷 112-116页

作者：任现才孟昭博聊城大学建筑工程学院山东聊城252000

为了深入研究我国单檐抬梁式木结构古建筑的动力特性及抗震性能,以陕西省绛帐镇南门楼为研究对象,采用ANSYS建立南门楼上部木结构有限元模型。通过模态分析,获得南门楼的主要频率和振型,并通过对南门楼模型进行地震响应分析,得到了南门... 详细信息

为了深入研究我国单檐抬梁式木结构古建筑的动力特性及抗震性能,以陕西省绛帐镇南门楼为研究对象,采用ANSYS建立南门楼上部木结构有限元模型。通过模态分析,获得南门楼的主要频率和振型,并通过对南门楼模型进行地震响应分析,得到了南门楼各种工况作用下的外檐柱柱顶、金柱柱顶、通柱柱顶节点的位移、加速度响应曲线。研究结果表明,南门楼模型的前两阶频率在1.830~1.855Hz之间,且前两阶振型主要以平动为主;随着地震激励的增大,梁柱各节点的峰值加速度和位移响应随着增大;在不同地震波激励下,加速度放大系数随着地震波峰值增大而逐渐减小,表明榫卯及斗拱都有一定的耗能减震作用。研究结论可为南门楼及相同区域古建筑的防震保护提供理论依据。

关键词：木结构动力特性地震响应

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基于模态参数的简支木梁损伤识别研究

江苏建筑职业技术学院学报 2022年第2期22卷 5-9页

作者：任现才孟昭博王鑫聊城大学建筑工程学院山东聊城252000 天水师范学院土木工程学院甘肃天水741001

以简支木梁为研究对象,以模态参数(固有频率、曲率模态值、曲率模态差)为损伤指标并对其开展损伤识别问题研究。首先,通过ANSYS建立损伤前后简支木梁有限元模型并进行模态分析;然后利用模态参数(固有频率、曲率模态值、曲率模态差)对简... 详细信息

以简支木梁为研究对象,以模态参数(固有频率、曲率模态值、曲率模态差)为损伤指标并对其开展损伤识别问题研究。首先,通过ANSYS建立损伤前后简支木梁有限元模型并进行模态分析;然后利用模态参数(固有频率、曲率模态值、曲率模态差)对简支木梁进行损伤识别研究;最后,针对曲率模态差,探讨不同噪声水平和网格疏密对一阶曲率模态差指标的影响。数值分析结果表明,曲率模态差指标识别效果最好,对噪声污染、网格疏密具有鲁棒性,能显著识别出微小损伤的位置;曲率模态值指标次之,而固有频率无法识别损伤位置。研究结果可为今后木梁损伤识别提供参考。

关键词：简支木梁模态参数损伤识别

古建筑榫卯节点在ANSYS分析中单元选取探讨

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江苏建筑职业技术学院学报 2021年第4期21卷 12-15页

作者：任现才孟昭博王鑫聊城大学建筑工程学院山东聊城252000 天水师范学院土木工程学院甘肃天水741001

为了能在有限元软件中模拟这种半刚接,本文以四柱模型为参考,首先建立了不考虑榫卯节点,直接刚接的有限元模型,然后通过ANSYS软件讨论了三种关于榫卯节点建模的方法,并对其进行模态分析来验证模型的正确性,然后进行地震响应分析,计算结... 详细信息

为了能在有限元软件中模拟这种半刚接,本文以四柱模型为参考,首先建立了不考虑榫卯节点,直接刚接的有限元模型,然后通过ANSYS软件讨论了三种关于榫卯节点建模的方法,并对其进行模态分析来验证模型的正确性,然后进行地震响应分析,计算结果与直接刚接的模型对比.结果表明:选取COMBIN14+COMBIN39单元能够较好地反应榫卯节点半刚性特征;COMBIN39单元模拟转动、平动耦合次之;COMBIN14单元能较好地模拟榫卯节点的弹性阶段,不能较好反应大震下榫卯节点弹塑性阶段.

关键词：榫卯节点模态分析地震响应

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转运过程对铁液浇注温度影响的试验研究

铸造 2024年第9期73卷 1323-1328页

作者：任现伟洛阳古城机械有限公司河南洛阳471023

通过采用不同的铁液转运工艺方案,随着出铁后时间的改变,研究了转运过程对铁液最终浇注温度的影响;同时,采用不同的出铁重量方案,随着出铁后过程的改变,研究了出铁、出铁时孕育、球化、除渣和倒入浇包等铁液处理过程对铁液温度的影响。... 详细信息

通过采用不同的铁液转运工艺方案,随着出铁后时间的改变,研究了转运过程对铁液最终浇注温度的影响;同时,采用不同的出铁重量方案,随着出铁后过程的改变,研究了出铁、出铁时孕育、球化、除渣和倒入浇包等铁液处理过程对铁液温度的影响。结果表明,浇注温度均随转运工艺和转运时间的变化而改变,也会随着转运各过程温度损失的不同而变化。通过试验研究,为最终确定和选用铁液转运工艺和明确转运各过程铁液温度变化提供了指导依据。

关键词：铁液转运过程浇注温度

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电场方向对一维断裂纳米通道连接处水桥结构的影响

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物理学报 2024年第9期73卷 70-77页

作者：孟现文中国矿业大学材料与物理学院徐州221116

电场影响纳米通道内的水分子的电偶极矩取向,进而影响纳米通道内的水分子的传输.为了有效发掘水分子在纳米通道内的传输特点,必须研究更复杂的纳米通道结构.最新一种构造复杂纳米通道的方式是构造断裂纳米通道.在研究断裂纳米通道内的... 详细信息

电场影响纳米通道内的水分子的电偶极矩取向,进而影响纳米通道内的水分子的传输.为了有效发掘水分子在纳米通道内的传输特点,必须研究更复杂的纳米通道结构.最新一种构造复杂纳米通道的方式是构造断裂纳米通道.在研究断裂纳米通道内的水分子的动力学特点时,通常是在零电场或单一电场方向下进行的,电场方向对断裂纳米通道内的水分子的影响机理尚不明确,这制约了部分场控分子器件的设计.为了探究该问题,本文采用分子动力学模拟方法,系统研究了电场方向从0°变化到180°的过程中,电场方向对完整纳米通道以及断裂长度分别为0.2和0.4 nm的断裂纳米通道内的水分子的占据数、传输、水桥、电偶极矩偏向等性质的影响.结果表明,在1 V/nm的电场强度作用下,这三种纳米通道内的水分子的占据数、传输等差别主要集中在电场方向与管轴夹角为90°时,此时完整纳米通道内能形成稳定的水链,断裂长度为0.2 nm的纳米通道的连接处能形成不稳定的水桥,而断裂长度为0.4 nm的纳米通道的连接处不能形成水桥.此外,模拟发现当电场极化方向与管轴夹角为90°时,增大电场的强度,断裂纳米通道连接处的水桥更容易断裂.

关键词：电场断裂纳米通道方向

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木结构残损榫卯节点抗震性能及加固修复研究进展

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低温建筑技术 2022年第6期44卷 100-103页

作者：任现才高飞飞赵剑桥孙伟明杨乐华聊城大学建筑工程学院山东聊城252000 聊城市孟达建筑安装工程有限公司山东聊城252000

由于木材的生物特性,榫卯节点会随时间的增长出现不同程度的残损,严重时会导致整个结构发生倒塌,因此探讨木结构残损榫卯节点的抗震性能及加固修复具有重要意义。国内外学者对残损榫卯节点的抗震性能及加固方式进行了大量研究,文中将相... 详细信息

由于木材的生物特性,榫卯节点会随时间的增长出现不同程度的残损,严重时会导致整个结构发生倒塌,因此探讨木结构残损榫卯节点的抗震性能及加固修复具有重要意义。国内外学者对残损榫卯节点的抗震性能及加固方式进行了大量研究,文中将相关研究成果依据研究方法分类,从模型试验和数值模拟对残损榫卯节点抗震性能研究现状进行总结,并对其加固方式进行对比研究。建议提高试件的加工精度和增加试件的数量来减少残损构件的抗震试验结果误差,提出引进新材料对其进行加固,并对榫卯节点的抗震性能研究发展趋势进行了展望,以期为古建筑木结构的保护和修缮提供参考。

关键词：木结构榫卯节点抗震性能修复加固