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减速器滞回曲线的形态特性研究

机械工程学报 2024年第1期60卷 343-351页

作者：石照耀程慧明北京工业大学北京市精密测控技术与仪器工程技术研究中心北京100124

滞回曲线被用于反映减速器的滞回现象,但工程实践中,滞回曲线的形态特性被忽视并默认具有加载速率独立性。基于对减速器滞回曲线的解构分析,证了减速器滞回曲线具有加载速率依赖性,并分析了具体影响;提出了表征滞回曲线形态特性的四个参... 详细信息

滞回曲线被用于反映减速器的滞回现象,但工程实践中,滞回曲线的形态特性被忽视并默认具有加载速率独立性。基于对减速器滞回曲线的解构分析,证了减速器滞回曲线具有加载速率依赖性,并分析了具体影响;提出了表征滞回曲线形态特性的四个参数,给出了各参数的物理含义;通过试验研究,验证了减速器滞回曲线形态的加载速率依赖性,厘清了不同材质减速器的四个形态特性参数在不同加载速率下的变化;最后,指明了滞回曲线的形态特性在理论和工程应用方面的价值。

关键词：减速器滞回曲线加载速率依赖性形态特性参数

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复合受扭实腹式型钢混凝土柱恢复力模型研究

振动与冲击 2023年第8期42卷 69-78页

作者：陈宇良李浩陈宗平广西科技大学土木建筑工程学院广西柳州545006 广西科技大学广西装配结构安全防控工程研究中心广西柳州545006 广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室南宁530004

为研究复合受扭作用下实腹式型钢混凝土柱的恢复力模型,考虑扭弯比、轴压比和剪跨比的影响,完成了9个实腹式型钢混凝土柱的拟静力加载试验,获取了扭矩-扭转角骨架曲线和滞回曲线,分析了扭弯比、轴压比和剪跨比等试验变化参数对其扭转滞... 详细信息

为研究复合受扭作用下实腹式型钢混凝土柱的恢复力模型,考虑扭弯比、轴压比和剪跨比的影响,完成了9个实腹式型钢混凝土柱的拟静力加载试验,获取了扭矩-扭转角骨架曲线和滞回曲线,分析了扭弯比、轴压比和剪跨比等试验变化参数对其扭转滞回性能的影响。基于试验扭转骨架曲线和滞回曲线,提出以屈服点、峰值点和破坏点为特征点的三折线骨架曲线模型,同时对滞回规则进行简化,建立实腹式型钢混凝土柱复合受扭恢复力模型。结果表明:随着扭弯比的增大,试件破坏形态由弯曲破坏为主转为扭转破坏为主;扭弯比对实腹式型钢混凝土柱的抗扭承载力影响最大;在扭转骨架曲线特征参数计算时考虑了扭弯比、轴压比和剪跨比的影响,计算结果与实测结果吻合较好。提出的考虑卸载刚度退化影响的扭转恢复力模型,能较好地预测复合受扭作用下实腹式型钢混凝土柱的扭转滞回曲线,可为此类结构在压弯剪复合受扭作用下的弹塑性地震分析提供参考。

关键词：实腹式型钢混凝土复合受扭滞回曲线骨架曲线扭转恢复力模型

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变电站绝缘子抗震性能试验及数值模拟研究

振动与冲击 2023年第15期42卷 83-91页

作者：吴星霞郑山锁刘晓航杨丰李永明西安建筑科技大学土木工程学院西安710055 西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室西安710055 中国启源工程设计研究院有限公司西安710055

作为变电站重要基础设施之一,变电站绝缘子的抗震性能直接影响了电力系统的可靠性。采用低周往复加载试验,从高度、轴压比及绝缘子拼装数量三个方面探讨了变电站绝缘子的抗震性能,对比分析了各绝缘子试件基于上述参数下破坏特征、滞回... 详细信息

作为变电站重要基础设施之一,变电站绝缘子的抗震性能直接影响了电力系统的可靠性。采用低周往复加载试验,从高度、轴压比及绝缘子拼装数量三个方面探讨了变电站绝缘子的抗震性能,对比分析了各绝缘子试件基于上述参数下破坏特征、滞回曲线、变形能力、耗能能力和承载能力等抗震性能指标。试验结果表明,绝缘子试件在低周循环加载试验后均发生了弯曲破坏。随着绝缘子试件高度和绝缘子拼装数量的增加,其耗能能力与承载能力逐渐减弱。随着轴压比的增加,滞回曲线的饱满程度和累积耗能能力显著降低,承载能力逐渐增强。基于实验建立的精细化有限元模型与试验结果进行了对比从而验证了模型的可靠性,为本课题后续电力系统抗震性能分析提供有效依据。

关键词：绝缘子滞回曲线拟静力试验抗震性能

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钢筋混凝土剪力墙抗震滞回性能的多元时序深度神经网络预测

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工程力学 2024年第6期41卷 66-76页

作者：袁程熊青松孔庆钊同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

钢筋混凝土剪力墙结构抗震性能优越且造价合理,广泛用于抗震烈度较高的地区。准确地预测剪力墙的滞回性能与骨架曲线,直接决定了结构设计与分析的准确度与可靠性。该文提出了一种基于深度学习的剪力墙结构滞回性能预测方法,可以根据结... 详细信息

钢筋混凝土剪力墙结构抗震性能优越且造价合理,广泛用于抗震烈度较高的地区。准确地预测剪力墙的滞回性能与骨架曲线,直接决定了结构设计与分析的准确度与可靠性。该文提出了一种基于深度学习的剪力墙结构滞回性能预测方法,可以根据结构的基本设计参数(如材料属性、几何尺寸、荷载工况等),直接预测出其承载力。通过3组剪力墙的滞回试验预测1组结构的滞回曲线,结果表明:通过比较时域的特征,深度学习方法具有较高的预测精度。通过与有限元仿真结果对比,深度学习仅需输入不同参数就能够快速预测滞回曲线,其优势还在于具有较高的计算效率,而有限元仿真需要几何建模、本构模型选取、材料属性输入和荷载工况定义,整个过程相较于深度学习耗时耗力。

关键词：钢筋混凝土剪力墙多元时序深度神经网络滞回曲线抗震性能骨架曲线

钢板-板式橡胶复合式减隔震支座性能分析及工程应用

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桥梁建设 2022年第1期52卷 80-87页

作者：孙建鹏主父高林赵健安路明西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 中国铁建大桥工程局集团有限公司天津300300 中国铁建大桥工程局集团有限公司技术中心天津300300

为实现桥梁的抗震韧性,满足防震减灾的高质量、高性能要求,基于减隔震原理将钢板的屈曲特性与板式橡胶支座的力学性能相结合,提出了一种新型钢板-板式橡胶复合式减隔震支座。该新型支座由板式橡胶支座与外围钢板组成,钢板可提供抗剪刚度... 详细信息

为实现桥梁的抗震韧性,满足防震减灾的高质量、高性能要求,基于减隔震原理将钢板的屈曲特性与板式橡胶支座的力学性能相结合,提出了一种新型钢板-板式橡胶复合式减隔震支座。该新型支座由板式橡胶支座与外围钢板组成,钢板可提供抗剪刚度,且具有耗能能力。通过有限元软件建模,研究了新型支座的滞回曲线、抗剪刚度、骨架曲线等力学特性,并基于某三跨预应力混凝土连续梁桥,对比分析采用新型支座、普通球型支座和铅芯橡胶支座时的桥梁自振周期、墩顶支座剪力以及墩底弯矩。结果表明:新型支座的外围钢板与橡胶为并联关系,外围钢板提高了支座整体耗能能力,在往复荷载作用下新型支座呈现出三阶段特性;新型支座相较普通球型支座具有更好的减隔震效果,相较铅芯橡胶支座减隔震效果略低,但具有更好的适用性和经济性。

关键词：桥梁工程减隔震支座钢板橡胶滞回曲线抗剪刚度骨架曲线工程应用

塑钢纤维增韧轻骨料混凝土空心柱抗震性能试验研究

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应用基础与工程科学学报 2022年第3期30卷 579-591页

作者：相泽辉周杰牛建刚李京军许尧内蒙古科技大学土木工程学院内蒙古包头014010 内蒙古建筑职业技术学院内蒙古呼和浩特010020

以体积配箍率(0.67%、1.26%、2.01%)、剪跨比(2.8、3.6、4.4)及空心情况(实心、部分空心、全高空心)为变量,设计了6根塑钢纤维增韧轻骨料混凝土空心柱和1根塑钢纤维增韧轻骨料混凝土实心柱,对其施加低周往复荷载,得到滞回曲线、骨架曲... 详细信息

以体积配箍率(0.67%、1.26%、2.01%)、剪跨比(2.8、3.6、4.4)及空心情况(实心、部分空心、全高空心)为变量,设计了6根塑钢纤维增韧轻骨料混凝土空心柱和1根塑钢纤维增韧轻骨料混凝土实心柱,对其施加低周往复荷载,得到滞回曲线、骨架曲线、累积耗能曲线及刚度退化曲线.对比分析可知,空心柱破坏模式分为剪切型破坏、弯剪型破坏及弯曲型破坏,其中剪跨比为2.8的试件为剪切型破坏,剪跨比为4.4及体积配箍率为1.26%、2.01%的试件为弯曲型破坏,其余试件为弯剪型破坏.相比较于体积配箍率为0.67%的试件,体积配箍率为1.26%、2.01%的试件位移延性系数增幅分别为12.8%与47.9%,相比较于剪跨比为2.8的试件,剪跨比为3.6、4.4的试件位移延性系数增幅分别为51.1%与53.1%,说明体积配箍率及剪跨比对空心柱延性影响较大.对比空心柱累积耗能及刚度退化可知,随着体积配箍率及剪跨比增加,空心柱耗能能力增强,刚度退化速度变小,空心情况对试件抗震性能影响相对较小.

关键词：塑钢纤维轻骨料混凝土空心柱低周往复荷载抗震性能滞回曲线

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精密减速器回差试验台的精度特性

光学精密工程 2023年第16期31卷 2372-2382页

作者：俞志勇石照耀程慧明于渤张临涛北京工业大学材料与制造学部北京市精密测控技术与仪器工程技术研究中心

精密减速器回差试验台是非标设备，迄今对其精度特性缺乏系统性研究以至于还没有检定规程去评定该类测试设备的计量性能。为了评估精密减速器回差试验台的精度特性，提出了试验台精度的评定方法。首先，分析了精密减速器回差试验台的结... 详细信息

精密减速器回差试验台是非标设备，迄今对其精度特性缺乏系统性研究以至于还没有检定规程去评定该类测试设备的计量性能。为了评估精密减速器回差试验台的精度特性，提出了试验台精度的评定方法。首先，分析了精密减速器回差试验台的结构，确定了转矩传感器测量误差、角度传感器测量误差、转矩测量链摩擦转矩以及角度测量链弹性扭转角这四个因素是影响试验台精度的主要误差源。接着，研究了误差源的作用机理，提出了通过滞回曲线将转矩类误差转换为角度类误差的方法，统一了误差的类型。然后，提出了滞回曲线局部线性化的概念，实现了转矩类误差转换为角度类误差的简便计算。最后，根据回差的表达式给出了试验台精度的评定方法，并进行了测试实践。结果表明：几何回差的测试误差为±0.04′；弹性回差的测试误差为±0.06′；总回差的测试误差为±0.04′，回差试验台精度满足要求，本文提出的方法对评定试验台精度是有效的。另外，对精密减速器输出端一转范围内多处测试，能提升测试精度。

关键词：精密减速器试验台回差精度特性滞回曲线

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EPS改良膨胀土孔隙特征与滞回曲线形态

浙江大学学报（工学版） 2022年第7期56卷 1353-1362,1403页

作者：庄心善周睦凯周荣陶高梁湖北工业大学土木建筑与环境学院湖北武汉430068

利用GDS动三轴仪和核磁共振(NMR)分析仪,探究不同围压、频率条件下的改良土孔隙特征与动循环荷载下的滞回曲线形态,与原膨胀土进行对比.采用核磁共振信号分布曲线对孔隙特征进行分析,通过长轴倾斜程度、滞回圈面积、塑性变形与饱满程度... 详细信息

利用GDS动三轴仪和核磁共振(NMR)分析仪,探究不同围压、频率条件下的改良土孔隙特征与动循环荷载下的滞回曲线形态,与原膨胀土进行对比.采用核磁共振信号分布曲线对孔隙特征进行分析,通过长轴倾斜程度、滞回圈面积、塑性变形与饱满程度对滞回曲线形态进行定量分析.试验结果表明,改良土与原膨胀土随固结、循环荷载级数推进,土中的孔隙总量下降,孔径逐步压缩,改良土中的孔隙总量与尺寸均有向原状土靠拢的趋势.在相同的动荷载条件下,高围压使改良土中的孔隙减少,应变更小,高频加载使改良土的应变减小,土中孔隙数量与孔径相应提升.随着加载级数的增加及动应变的发展,改良土滞回曲线长轴倾斜程度逐渐降低并趋于平缓,滞回圈面积、塑性变形与饱满程度均呈上升趋势.在相同的动应变条件下,围压与频率的提升使得改良土长轴倾斜程度、滞回圈面积、饱满程度增大;在动应变发展前期,不同围压、频率对塑性变形的发展影响较小,当超过某一临界点时,相同动应变下的高围压与高频率对应更高的塑性变形.

关键词：膨胀土核磁共振(NMR) 动三轴试验孔隙特征滞回曲线

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单层楼阁式木架动力与耗能性能试验研究

工程科学与技术 2023年第5期55卷 23-30页

作者：孙祚帅贾良玖张宏泰万佳项平同济大学土木工程学院上海200092 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 太原理工大学土木工程学院山西太原030024

中国传统楼阁式木构由柱基层、柱架层、铺作层和屋架层组成,地震作用下各结构层间出现的非线性响应表明了楼阁式木构是一个高度非线性的结构体系,其中蕴含了丰富的减隔震机理,而整体楼阁式木架的抗震机理复杂且各结构层协调工作机制、... 详细信息

中国传统楼阁式木构由柱基层、柱架层、铺作层和屋架层组成,地震作用下各结构层间出现的非线性响应表明了楼阁式木构是一个高度非线性的结构体系,其中蕴含了丰富的减隔震机理,而整体楼阁式木架的抗震机理复杂且各结构层协调工作机制、动力及耗能性能尚未被完全揭示。为了探究楼阁式木架的动力及耗能性能,对1/16缩尺的观音阁单层木架简化模型进行振动台试验。将3条地震波缩尺并输入调整后地震动峰值加速度(PGA),分析木架在单向地震激励下的动力响应。结果表明:当输入地震动加速度较小时,3条地震波作用下木架响应都较小;当输入地震动加速度较大时,3条地震波作用下木架均会出现柱摇摆、柱脚滑移和柱脚提离等结构响应;木架层间位移角主要由柱架层提供,且随着PGA增大,铺作层层间位移占比减小,柱架层层间位移占比增大。基于试件位移响应和加速度响应,分析木架表现出的滞回特性,结果表明,在柱摇摆前滞回曲线呈现较大初始刚度,在柱摇摆后滞回曲线呈现2阶刚度,在柱脚提离后滞回曲线呈现负刚度。对不同地震激励下的木架累积耗能及耗能占比进行分析,结果表明:随PGA增大,柱脚摩擦滑移耗能占比越大;且PGA越大,柱架层摇摆耗能占比越大,铺作层耗能占比越小。

关键词：楼阁式木架振动台试验柱脚提离滞回曲线累积耗能