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钢管混凝土柱的非线性振动特性分析与脱粘识别

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振动与冲击 2020年第1期39卷 260-265页

作者：曹晖李亚祥重庆大学土木工程学院重庆400045 山地城镇建设与新技术教育部重点实验室(重庆大学) 重庆400045

钢管混凝土柱脱粘对结构受力性能有很大影响,脱粘检测成为研究者关注的问题。设计制作了5个不同脱粘状态的钢管混凝土悬臂柱试件,在锤击激励下记录试件表面6个测点的自由振动加速度信号。通过解析模式分解,分离出信号的一阶频率分量,再... 详细信息

钢管混凝土柱脱粘对结构受力性能有很大影响,脱粘检测成为研究者关注的问题。设计制作了5个不同脱粘状态的钢管混凝土悬臂柱试件,在锤击激励下记录试件表面6个测点的自由振动加速度信号。通过解析模式分解,分离出信号的一阶频率分量,再利用Hilbert变换,获得频率-振幅曲线。频率-振幅曲线表明无脱粘的钢管混凝土柱试件呈现出较强的非线性振动特性,与弱Duffing系统相似。脱粘的存在,使得试件的非线性特性减弱,脱粘面积越大,非线性系数绝对值越小。信号测点离脱粘位置越近,非线性特性越弱,非线性系数绝对值越小。非线性系数对脱粘敏感,且不易受构件制作和边界条件的影响,是识别钢管混凝土柱脱粘的良好指标。

关键词：钢管混凝土柱非线性振动特性脱粘识别解析模式分解 Duffing系统

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流化床热解反应器布风系统的优化设计

流化床热解反应器布风系统的优化设计

作者：李亚祥中国科学技术大学

学位级别：硕士

生物质来源广泛,总量十分可观,且可再生,并与环境友好,具有十分广阔的应用前景。生物质的利用方式多种多样,其中最受关注的技术之一是热解液化。流化床具有结构简单、工作可靠、调控方便和传热传质效率高等优点,常被用作生物质热解反应... 详细信息

生物质来源广泛,总量十分可观,且可再生,并与环境友好,具有十分广阔的应用前景。生物质的利用方式多种多样,其中最受关注的技术之一是热解液化。流化床具有结构简单、工作可靠、调控方便和传热传质效率高等优点,常被用作生物质热解反应器制备生物油。流化床布风系统的布风效果是影响生物质热解的主要因素之一,布风效果好则可强化生物质颗粒流化、提高热解反应效率和提升生物油品质。流化床布风系统的布风均匀性不仅与布风板结构有关,而且还受到布风板前流场状态的影响。为防止床料落入风机,通常采用侧向进风,但这样做又会导致气流偏斜。本文从侧向进风引起气流偏斜这一问题入手,对流化床生物质热解反应器布风系统开展深入研究,利用数值模拟分析影响气流偏斜和附壁的主要因素,并有针对性地对生物质热解流化床的布风系统进行改进设计。本文主要在以下方面开展了研究:1、气流偏斜影响因素的分析侧向进风是导致气流偏斜的直接原因。对比初始结构模型,在保持原有竖直方向存在扩散管的情况下,通过适当增大送风管内径,又在水平方向设置一个扩散管,使风机通入的高速气流能够充分预扩散,从而降低风室内部气流速度分布的不均匀性;仅仅采取增大送风管内径的措施,对减小气流偏斜作用不大,但为进一步优化送风管的结构设计预留了一定的空间。从右侧流入竖直送风管的气流,容易形成向左偏的射流;该射流进入竖直扩散管时由于更偏向左侧管壁,从左侧无法卷吸足够的空气,而从右侧卷吸大量空气形成较大的回流,致使射流加快向左侧壁面偏移而产生附壁效应。气流在风室内上升时,严重偏向左壁,不利于布风板布风,从而影响床体内的流场特性和传热传质效果。2、整流管结构对流场特性影响的研究当从右侧通入的气流转向流入竖直送风管时,存在向左的分速度。在竖直送风管内设置小内径的整流管,迫使靠近壁面的气流转向,减小左向的分速度,同时增大右向的分速度,从而减轻气流偏斜。为避免出现附壁效应,整流管出口处不与扩散管直接连接。相比于其它改进模型,整流管长50 mm的M1模型存在明显的气流偏斜,但相较于初始模型,气流不再附壁。相比于整流管长150 mm的M3模型,采用二级整流管结构的Mts模型能够获得较好的气流分布特性,气流速度的峰值较低、偏斜较小、扩散较快、均匀性较好。继续增大整流管出口段的管道长度,会导致气流偏斜程度加大,不利于风室内流场的稳定。3、送风管和整流管内径对改善流场特性的研究竖直送风管和整流管的尺寸都会对整流效果产生影响。竖直送风管内径越大,气流进入风室前就越容易扩散,平均气流速度则越小,但送风管所占空间也越大;而要使进气气流充分扩散,还需要加长水平方向上的扩散管;而竖直送风管内径越小,气流进入风室前就越不容易扩散,气流平均速度越大。整流管的尺寸越大,则出口射流速度越小,但偏斜越大;整流管尺寸越小,则偏斜越小,但出口射流速度越大。当整流管内径为送风管内径的1/2时,整流效果总体最好,兼有大内径和小内径的优点。其中,送风管内径为80 mm、整流管内径为40 mm的M80-40模型对于改善流场特性的效果最好。利用M80-40模型改进原有装置,对带有布风板的流化床流场特性进行模拟研究,发现能够明显改善床体内的流场特性。

关键词：生物质能热解反应器流化床数值模拟送风管整流管附壁效应轴向气流速度

钢管混凝土柱的非线性振动特性分析与脱粘识别

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钢管混凝土柱的非线性振动特性分析与脱粘识别

作者：李亚祥重庆大学

学位级别：硕士

钢管混凝土柱由外部钢管和核心混凝土组成。钢管的“套箍作用”使混凝土处于三向受压状态,塑性变形能力增强,强度大幅度提升;同时,混凝土对钢管的支撑也弥补了钢管容易失稳和局部屈曲的劣势。两种材料的长处得到充分的发挥,因此在工程... 详细信息

钢管混凝土柱由外部钢管和核心混凝土组成。钢管的“套箍作用”使混凝土处于三向受压状态,塑性变形能力增强,强度大幅度提升;同时,混凝土对钢管的支撑也弥补了钢管容易失稳和局部屈曲的劣势。两种材料的长处得到充分的发挥,因此在工程中得到了广泛的应用。然而,有研究发现钢管混凝土柱普遍存在脱粘,这对其受力性能造成很大影响。目前钢管混凝土柱脱粘的检测主要是基于传统的声学、光学、热学和以线弹性为假设的力学方法,这些方法或者需要预埋传感器,操作比较复杂,或者适用限制条件较多。结构的动力行为由于材料、阻尼和几何等各类非线性因素而表现出或强或弱的非线性,用线弹性假设来描述结构损伤前后的特点就有可能把包含于结构非线性形态之中的损伤信息丢失,运用非线性振动理论对结构进行脱粘识别更具准确性。本文设计制作了5个不同脱粘状态的钢管混凝土悬臂柱试件,在锤击激励下记录试件表面6个测点的自由振动加速度信号。通过解析模式分解,分离出信号的一阶频率分量,再利用Hilbert变换,获得频率-振幅曲线。以相同振幅区段内的频率差值和频率-振幅曲线经拟合得到的非线性系数为指标考察信号的非线性振动特性随脱粘程度和测点位置的变化规律,探究利用钢管混凝土柱的非线性振动特性对其进行脱粘识别的方法。本文的主要研究内容和结论如下:(1)总结了钢管混凝土粘结力的组成和研究方法,深入分析了钢管混凝土脱粘的原因,并对脱粘给结构受压、受弯和动力性能造成的影响进行了全面的探讨。(2)分析了工程中常见的非线性振动实例,讨论了非线性方程的分类并给出了一些典型的微分方程,对比了研究非线性问题的实验、几何、解析与数值方法并重点探讨了几种典型的解析方法。(3)分析了振动的类型并给出了分类,重点探讨了随机过程;结合试验信号,讨论了常见的信号去噪方法;对比了解析模式分解和盲源分离两种滤波方法在处理本文试验信号上的优劣,其中还用数值仿真算例对解析模式分解方法进行了验证;针对本文非平稳、非线性信号,对比了几种时频分析方法。(4)对不同脱粘状态的钢管混凝土柱试件进行锤击试验,记录试件表面不同测点位置的自由振动加速度信号,分析信号的非线性振动特性随脱粘状态和测点位置的变化规律,得到如下结论:无脱粘钢管混凝土柱试件的自由振动呈现出较强的非线性特性,与弱Duffing系统相似;脱粘的存在,使得试件的非线性特性减弱,脱粘面积越大,非线性程度越小;信号测点离脱粘位置越近,非线性特性越弱;非线性指标对脱粘敏感,且不易受构件制作和边界条件的影响,是识别钢管混凝土柱脱粘的良好指标。本文在前人的研究基础上,将非线性振动理论引入钢管混凝土柱的脱粘识别中,主要创新点为:对无脱粘钢管混凝土柱试件自由振动信号进行解析模式分解和Hilbert变换,获得了频率-振幅曲线,验证了钢管混凝土试件由于钢管与混凝土之间的界面效应而引起的振动非线性特性;采用Duffing方程频率与振幅的关系对频率-振幅曲线进行最小二乘法拟合,发现了试件的自由振动与?<0的弱Duffing系统相似;以频率-振幅曲线相同振幅区段内的频率差值和曲线经拟合得到的非线性系数为指标考察信号的非线性振动特性随脱粘程度和测点位置的变化规律,获得了利用钢管混凝土柱自由振动的非线性特性对其进行脱粘程度和脱粘位置识别的实用方法。

关键词：钢管混凝土柱解析模式分解 Duffing系统非线性振动特性脱粘识别

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户主金融素养与家庭保险资产配置研究

户主金融素养与家庭保险资产配置研究

作者：李亚祥西北大学

学位级别：硕士

随着人民生活水平的提高,保险的风险管理职能和财富管理职能在家庭资产配置中发挥出越来越重要的作用。然而,目前我国大部分家庭存在保险资产配置不足这一问题,居民对保险产品的需求存在严重缺口,大多数家庭仅持有社会保险,极少家庭持... 详细信息

随着人民生活水平的提高,保险的风险管理职能和财富管理职能在家庭资产配置中发挥出越来越重要的作用。然而,目前我国大部分家庭存在保险资产配置不足这一问题,居民对保险产品的需求存在严重缺口,大多数家庭仅持有社会保险,极少家庭持有商业保险,且家庭保险产品的保费支出在家庭总收入中的占比极低。造成这一现象的原因可能是居民保险意识薄弱,对保险的认知存在一定偏差,并未真正认识到保险产品所具有的价值。由于对保险本质的认知和理解需要具备一定的专业素养,缺乏相关金融知识将会导致居民家庭对保险产品产生错误认知,从而降低其对于保险产品的需求。根据西南财经大学中国家庭金融调查2017年的数据,我国居民的金融知识回答情况不容乐观,且较少家庭关注经济金融信息。作为人力资本的重要组成部分,金融素养水平的高低会在一定程度上影响保险资产配置的有效性。户主作为家庭经济来源的主要承担者和家庭主事者,户主金融素养水平与家庭保险资产配置之间有着紧密联系。本文使用西南财经大学中国家庭金融调查2013年、2015年和2017年的数据,以金融素养为切入点,以家庭中的主要决策者----户主为研究对象,运用因子分析法测度户主金融素养水平。随后,本文分别使用Probit模型和Tobit模型研究户主金融素养对家庭保险持有和家庭保费支出占比之间的关系,并具体分析了城乡和地区的不同在户主金融素养影响家庭商业保险资产配置中发挥的作用。相关实证结果显示:(1)户主金融素养水平的提高对家庭社会保险持有和商业保险持有均具有显著正向影响;(2)户主金融素养水平的提升对家庭社会保费支出占比和商业保费支出占比均有显著正向影响;(3)户主金融素养水平影响家庭保险持有的过程中存在收入机制,户主金融素养水平影响家庭保费支出占比的过程中存在收入机制和风险态度机制。通过上述实证研究,本文为保险行业的发展以及家庭保险资产配置结构的进一步优化提供相应的政策建议,提倡政府应多渠道普及金融知识、重视城乡地区差异、健全金融消费者维权机构;保险机构应树立诚信形象、简化保险理赔流程、推动保险服务进一步创新。

关键词：金融素养保险资产配置金融技能风险态度

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流化床热解反应器布风系统的优化研究

太阳能学报 2021年第5期42卷 464-469页

作者：李亚祥吴兴朱锡锋徐迎波中国科学技术大学热科学和能源工程系合肥230026 安徽中烟工业有限责任公司烟草化学安徽省重点实验室合肥230088

为消除气流偏斜,改善流场均匀性,通过数值模拟对反应器布风系统进行优化设计,并进行实验验证。采用较大内径的进风管道,并在进风管道竖直部分设置两段小内径的整流管,模拟和实测结果表明:经两段整流后的气流不再贴壁,且整流管内径越小,... 详细信息

为消除气流偏斜,改善流场均匀性,通过数值模拟对反应器布风系统进行优化设计,并进行实验验证。采用较大内径的进风管道,并在进风管道竖直部分设置两段小内径的整流管,模拟和实测结果表明:经两段整流后的气流不再贴壁,且整流管内径越小,气流偏斜程度越小;布风板具有匀风稳压的作用,可显著降低射流的中心气速,提高流场均匀性。

关键词：流化床流场布风系统整流管数值模拟

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电石渣作为循环流化床锅炉脱硫剂研究

热力发电 2010年第10期39卷 69-72,76页

作者：梁建红李亚祥神华亿利能源有限公司内蒙古达拉特旗014300

循环流化床(CFB)锅炉大部分都选用石灰石粉作为脱硫剂,这对于远离石灰石产区的电厂就难以实现,因此对这些电厂来说,寻求一种新的脱硫剂显得尤为重要。通过对电石渣的脱硫机理、脱硫特性以及半工业化试验发现,电石渣的脱硫性能明显优于... 详细信息

循环流化床(CFB)锅炉大部分都选用石灰石粉作为脱硫剂,这对于远离石灰石产区的电厂就难以实现,因此对这些电厂来说,寻求一种新的脱硫剂显得尤为重要。通过对电石渣的脱硫机理、脱硫特性以及半工业化试验发现,电石渣的脱硫性能明显优于石灰石,掺烧电石渣后锅炉的脱硫性能与纯电石渣较为接近,掺烧60%电石渣锅炉的脱硫性能略优于掺烧40%电石渣的锅炉。试验结果推广至实炉时,需要充分考虑分离器分离效率和石灰石、电石渣粒径的影响。

关键词： CFB锅炉脱硫石灰石电石渣掺烧

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基于VMI模式的铁路物资供应链集成

科技创业月刊 2018年第9期31卷 52-56页

作者：王欣凌李亚祥中国铁路武汉局集团有限公司武汉物资供应段湖北武汉430000

以中国铁路武汉局集团有限公司的内部物资供应体系为研究对象,系统地描述了中国铁路武汉局集团有限公司的内部物资供应现状,找出了集团公司内部物资供应问题的症结所在,从简化采购供应流程、建立战略合作伙伴关系、增强供应链的应急反... 详细信息

以中国铁路武汉局集团有限公司的内部物资供应体系为研究对象,系统地描述了中国铁路武汉局集团有限公司的内部物资供应现状,找出了集团公司内部物资供应问题的症结所在,从简化采购供应流程、建立战略合作伙伴关系、增强供应链的应急反应能力、保持资金在供应链中的高效流动四项思路构建出以铁路物资供应段为供应链核心单元的基本管控思路。运用项目定位模型对战略合作伙伴进行选择,运用供应链管理系统对物资管理模式进行规范,运用供应链集成思想对采购供应流程进行重构,运用VMI管理模式对需求计划的准确性进行控制。

关键词： VMI 供应链集成铁路物资库存预测

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锅炉主要辅机单列布置的研究与实践

应用能源技术 2018年第12期 19-25页

作者：李亚祥滕云霄神华神东电力陕西富平热电有限公司陕西富平711700

文中针对某350 MW等级供热机组锅炉主要辅机单系列布置的研究与实践过程进行了研究与分析,从研究分析过程中对设备选型和设备布置原则阐述,并通过安装调试及后期试运对结果进行了总结。

关键词：单列辅机可靠性系统布置应用效果