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考虑应变率效应的混凝土随机损伤本构模型研究

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力学学报 2022年第12期54卷 3456-3467页

作者：虢成功李杰同济大学土木工程学院上海200092

混凝土材料组分复杂且具有随机分布的特点,其受力力学行为不可避免地存在非线性和随机性.同时,在动力荷载作用下,混凝土材料具有不可忽视的率敏感性.为了综合反映混凝土受力力学行为中的非线性、随机性与率敏感性,本文从对材料的纳-微... 详细信息

混凝土材料组分复杂且具有随机分布的特点,其受力力学行为不可避免地存在非线性和随机性.同时,在动力荷载作用下,混凝土材料具有不可忽视的率敏感性.为了综合反映混凝土受力力学行为中的非线性、随机性与率敏感性,本文从对材料的纳-微观裂纹扩展分析入手,引入速率过程理论描述纳观裂纹的扩展速率,并研究了对应的能量耗散过程.在此基础上通过裂纹层级模型将纳观分析推演到微观尺度,建立了微观能量耗散的基本表达式.进而与微-细观随机断裂模型相结合,形成了混凝土纳-微-细观随机损伤本构模型.同时,基于速率相关势垒的分析,揭示了动力强度的提高源自加载速率和原子键断裂速率的竞争机制.据此,假定微裂纹间相互作用与应变率比值的相关关系以建立微弹簧能量耗散速率与应变率的联系,实现了从静力本构模型向动力本构模型的扩展.数值算例表明,建议模型能够同时反映混凝土材料力学行为中的非线性、随机性和率敏感性.最后通过与相关试验结果的对比,验证了建议模型的正确性.

关键词：混凝土本构模型随机损伤应变率效应

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基于能量耗散分析的混凝土随机疲劳损伤模型

计算力学学报 2023年第5期40卷 666-671页

作者：虢成功李杰同济大学土木工程学院上海200092

基于微-细观随机断裂模型(MMSF)发展了一类混凝土随机疲劳损伤模型。该模型将MMSF中的微弹簧视为一能量耗散单元并考察了其跨尺度的能量耗散过程。在纳观尺度,引入速率过程理论描述裂纹的扩展速度,并基于裂纹层级模型和自相似假定完成... 详细信息

基于微-细观随机断裂模型(MMSF)发展了一类混凝土随机疲劳损伤模型。该模型将MMSF中的微弹簧视为一能量耗散单元并考察了其跨尺度的能量耗散过程。在纳观尺度,引入速率过程理论描述裂纹的扩展速度,并基于裂纹层级模型和自相似假定完成从纳观尺度到微观尺度的过渡。由此建立了微弹簧在疲劳荷载作用下的多尺度耗能描述。此外,为了考虑疲劳加载中混凝土多条裂纹的相互影响,引入了包含损伤扩展效应和损伤愈合效应的疲劳损伤因子来修正耗能表达。通过与相关试验的对比,证明了该模型能反映疲劳荷载作用下混凝土的主要力学行为,如疲劳损伤三阶段特点、疲劳寿命的离散性和疲劳寿命随加载频率的变化趋势等。

关键词：混凝土疲劳本构随机损伤

基于改进相互作用矩阵的基坑施工安全风险评价

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中国安全生产科学技术 2020年第3期16卷 125-130页

作者：潘梦真虢成功西安建筑科技大学管理学院陕西西安710055 同济大学土木工程学院上海200092

为解决现有基坑施工风险评价方法过于单一、客观性不足的问题,从勘察设计与监测、支护结构、土方施工、排水与降水、周围环境5个方面选取19个基坑施工安全影响因素;利用引入C-OWA算子的相互作用矩阵对其进行交互耦合分析,考虑各因素的... 详细信息

为解决现有基坑施工风险评价方法过于单一、客观性不足的问题,从勘察设计与监测、支护结构、土方施工、排水与降水、周围环境5个方面选取19个基坑施工安全影响因素;利用引入C-OWA算子的相互作用矩阵对其进行交互耦合分析,考虑各因素的单独作用效果的同时,在削弱专家主观偏好和综合考虑各因素相关性的基础上,研究其协同作用效果;最后用实例验证方法的实用性,结果表明:该项目整体风险偏高,其中排水系统能力、地下水水位和地下管线埋布是影响该基坑施工安全的主要风险因素,需重点防控。

关键词：基坑施工交互耦合相互作用矩阵 C-OWA算子风险评价

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基于能量耗散分析的混凝土随机疲劳损伤模型

基于能量耗散分析的混凝土随机疲劳损伤模型

第十三届全国随机振动理论与应用学术会议暨第十一届全国随机动力学学术会议

作者：虢成功李杰同济大学

混凝土结构在其生命周期中会经历数百万次疲劳荷载作用,研究混凝土材料在疲劳荷载作用下力学性能的劣化和损伤累积过程具有十分重要的理论价值和工程意义。本文基于微-细观随机断裂模型,将微弹簧视为一能量耗散单元并考察了其纳微观尺... 详细信息

混凝土结构在其生命周期中会经历数百万次疲劳荷载作用,研究混凝土材料在疲劳荷载作用下力学性能的劣化和损伤累积过程具有十分重要的理论价值和工程意义。本文基于微-细观随机断裂模型,将微弹簧视为一能量耗散单元并考察了其纳微观尺度的能量耗散过程,发展了混凝土随机疲劳损伤模型。在纳观尺度,将纳观裂纹的扩展视作能量势垒跨越过程,引入速率过程理论描述其扩展速度。此外,基于裂纹层级模型和自相似假定完成从纳观尺度到微观尺度的过渡,建立了微弹簧的多尺度耗能描述。为了考虑疲劳加载中多裂纹的相互影响,引入了包含损伤扩展效应和损伤愈合效应的疲劳损伤因子来表征裂纹间的相互作用。通过与相关试验的对比,证明了该模型能反映疲劳荷载作用下混凝土的主要力学行为:如疲劳损伤演化三阶段特点,疲劳寿命的离散性,疲劳寿命随加载频率的变化趋势等。

关键词：混凝土疲劳本构随机损伤能量耗散分析

来源： cnki会议评论

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旧工业建筑改造项目火灾事故应急决策研究

消防科学与技术 2020年第6期39卷 840-844页

作者：潘梦真虢成功袁永福西安建筑科技大学管理学院陕西西安710055 同济大学土木工程学院上海200092 西安市建设工程质量安全监督站陕西西安710016

为解决旧工业建筑改造中由于火灾事故不确定性高、有效应急措施不力问题,针对以往决策过程比较单一、客观性不足的现象,对改造项目火灾事故进行框架表示,一方面将COWA算子用于异质信息属性权重的计算以便更为客观地确定满足相似度阈值... 详细信息

为解决旧工业建筑改造中由于火灾事故不确定性高、有效应急措施不力问题,针对以往决策过程比较单一、客观性不足的现象,对改造项目火灾事故进行框架表示,一方面将COWA算子用于异质信息属性权重的计算以便更为客观地确定满足相似度阈值的相似案例集;另一方面,进行决策属性评价及综合排序以筛选出相似案例集所对应的最优应急决策,并结合实例说明了该方法的现实意义。

关键词：旧工业建筑改造火灾事故应急决策案例推理属性评价 C-OWA算子

机械臂的自适应径向基函数神经网络双二次泛函最优控制

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控制理论与应用 2020年第1期37卷 47-58页

作者：廖列法杨翌虢江西理工大学信息工程学院

针对非线性机械臂系统中难以权衡控制能量与控制误差比重的最优控制问题,本文提出一种基于自适应径向基函数(RBF)神经网络二阶段叠加优化的双二次泛函最优求解模型,实现在非线性机械臂控制系统中用不大的控制能量来保持较小的控制误差... 详细信息

针对非线性机械臂系统中难以权衡控制能量与控制误差比重的最优控制问题,本文提出一种基于自适应径向基函数(RBF)神经网络二阶段叠加优化的双二次泛函最优求解模型,实现在非线性机械臂控制系统中用不大的控制能量来保持较小的控制误差的综合最优控制.在本文所提模型中,首先设计一种线性误差函数,作用于非线性控制方程,并采用自适应RBF网络逼近非线性控制方程中存在的不确定项,构成闭环反馈系统,实现对非线性系统的最优控制;其次,将待求参数复合成双二次泛函的解域,并设计一种新型的类递归神经网络求解该带约束条件的双二次型模型,实现模型求解的快速收敛并得其解.通过理论分析及数值仿真实例验证了所提模型能有效提高非线性系统的控制精度、稳定性、鲁棒性及自适应性,从而实现非线性系统的综合最优控制.

关键词：自适应控制径向基函数网络最优泛函多关节机械臂

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基于多幅深度图像的三维重构技术

华中科技大学学报（自然科学版） 2008年第2期36卷 88-91页

作者：章勤虢伟华中科技大学计算机科学与技术学院湖北武汉430074

提出基于多幅深度图像的三维重构方法.采用6幅固定视点采样图像,分别代表三维空间中立方体包围盒的6个面;通过对这些二维的采样集合进行三维信号还原,生成一个空间采样样本,可以在视点任意改变的情况下,输出近似的重构图像.该方法由于... 详细信息

提出基于多幅深度图像的三维重构方法.采用6幅固定视点采样图像,分别代表三维空间中立方体包围盒的6个面;通过对这些二维的采样集合进行三维信号还原,生成一个空间采样样本,可以在视点任意改变的情况下,输出近似的重构图像.该方法由于采样集合固定,经过采样集筛选,背景剔除筛选和棱台视锥体裁减后,可以极大减少待变换的样本集合,采用z-buffer算法解决图像折叠问题.当视点在采样点附近任意变换时,可以重构出比较满意的结果,而且该方法与场景复杂度无关.在纯软件模式下在普通PC机上达到20帧/s的速度,在通过硬件加速情况下可以达到30帧/s.

关键词：多幅深度图像三维重构立方体固定采样筛选场景复杂度

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特大跨径钢桁梁悬索桥静载试验

长安大学学报（自然科学版） 2020年第6期40卷 67-76页

作者：虢曙安湖南省交通科学研究院有限公司湖南长沙410015

为准确掌握特大跨径钢桁梁悬索桥在服役荷载作用下的力学性能与工作状态,判断其是否达到设计预定目标,以主跨跨径1 480 m的杭瑞高速公路(杭州—瑞丽)岳阳洞庭湖大桥为工程背景,通过实桥静载试验及理论分析,研究特大跨径钢桁梁悬索桥在... 详细信息

为准确掌握特大跨径钢桁梁悬索桥在服役荷载作用下的力学性能与工作状态,判断其是否达到设计预定目标,以主跨跨径1 480 m的杭瑞高速公路(杭州—瑞丽)岳阳洞庭湖大桥为工程背景,通过实桥静载试验及理论分析,研究特大跨径钢桁梁悬索桥在静力荷载作用下结构的整体力学行为。首先,明确活载非线性效应以及温度变化对桥梁力学行为的影响;其次,为了提高加载试验效率,在保证所有试验项目的荷载效率系数ηq均满足《公路桥梁荷载试验规程》(JTG/T J20-01—2015)要求(即0.8≤ηq≤1.05)的前提下,筛选出8个静载试验加载工况;最后,揭示了加载车辆最多的组合工况分级加载下的主塔偏位、主缆挠度、钢桁梁挠度、主缆索股力、吊索索力、索塔塔脚截面应变与梁端纵向位移的变化规律,并详细对比了试验结果与数值模拟结果。研究结果表明:对于该特大跨径钢桁梁悬索桥,在相当于4倍车道荷载作用下,分别按线性二阶理论及非线性理论算得的塔偏误差(君山侧)最大,为3.39%,基于线性二阶理论引入影响线概念进行活载效应的叠加计算仍然适用;在最大车辆加载的工况下,主塔偏位、主缆挠度、钢桁梁挠度、主缆索股力(应变)的实测值与理论值的比值变化范围分别为0.75~0.80、0.65~0.97、0.58~0.96、0.78~0.88之间,最大相对残余值分别为0.04、0.09、0.1与0.04,均满足规范要求,主桥结构具有良好的整体受力性能和较大的强度安全储备。该桥研究结果可为特大跨径钢桁梁悬索桥力学性能的研究提供较好的数据支撑。

关键词：桥梁工程钢桁梁悬索桥成桥静力特性有限元分析静载试验

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熔融碳酸盐燃料电池容阻特性建模与仿真

中国电机工程学报 2009年第29期29卷 96-101页

作者：刘爱虢翁一武动力与机械工程教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市闵行区200240

基于守恒原理和热力学特性,建立熔融碳酸盐燃料电池一维分布参数模型。建模中考虑质量、动量、能量和组分守恒原理以及电化学特性,考虑气体特性沿电池长度方向的变化,能反映燃料电池的分布参数特性。应用容阻建模和集总–分布参数方法,... 详细信息

基于守恒原理和热力学特性,建立熔融碳酸盐燃料电池一维分布参数模型。建模中考虑质量、动量、能量和组分守恒原理以及电化学特性,考虑气体特性沿电池长度方向的变化,能反映燃料电池的分布参数特性。应用容阻建模和集总–分布参数方法,将所建立的复杂偏微分方程组转化为常微分方程组,避免压力和流量的迭代计算,可满足实时动态仿真需求。利用该模型分析了熔融碳酸盐燃料电池稳态和动态特性。结果表明,这种建模方法是可行的,可用于熔融碳酸盐燃料电池的性能仿真。

关键词：熔融碳酸盐燃料电池容阻特性建模集总-分布参数方法动态特性