检索结果-南通市图书馆

进阶式教与学耦合驱动的理论力学教学创新与实践

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中国大学教学 2024年第5期 39-44页

作者：张娟西北工业大学力学与土木建筑学院

文章面向新时期国家航空航天等重大需求,探讨理论力学课程如何培养力学思维,如何应用力学思维培养学生分析解决工程实际问题的能力,教育数字化变革背景下如何基于数字化教学资源、信息化教育技术构建新型教学模式,激发学生创新潜力,如... 详细信息

文章面向新时期国家航空航天等重大需求,探讨理论力学课程如何培养力学思维,如何应用力学思维培养学生分析解决工程实际问题的能力,教育数字化变革背景下如何基于数字化教学资源、信息化教育技术构建新型教学模式,激发学生创新潜力,如何在提高课程高阶性的同时激发学生持续学习动力等问题,重构教学内容,建设多学科融合的理论力学案例库,建设线上、线下教学资源群,虚实结合实验体系,赛教融合以赛促学培养体系,同时通过融合式课程思政激发学习内生动力,反馈式考核评价体系增强教学外驱动力,教学相长,提高教学成效,课程建设取得了显著成果。

关键词：理论力学教育数字化教学模式课程思政考核评价

低温作用下改性骨料-钢纤维再生混凝土弯曲性能试验

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复合材料学报 2024年第2期41卷 884-897页

作者：苏骏黄福王淞波许子扬杨海鑫李扬湖北工业大学土木建筑与环境学院武汉430068

为探究低温作用对改性骨料-钢纤维再生混凝土弯曲性能的影响,将再生骨料通过水泥净浆改性处理后,分别设置30wt%、60wt%再生骨料取代率,掺入适量钢纤维制成净浆改性再生混凝土(CRAC),以我国北方寒区温度为背景设置20℃、0℃、-20℃、-40... 详细信息

为探究低温作用对改性骨料-钢纤维再生混凝土弯曲性能的影响,将再生骨料通过水泥净浆改性处理后,分别设置30wt%、60wt%再生骨料取代率,掺入适量钢纤维制成净浆改性再生混凝土(CRAC),以我国北方寒区温度为背景设置20℃、0℃、-20℃、-40℃、-60℃的温度梯度,将CRAC经低温作用进行抗压强度及四点弯曲性能试验,对其进行等效弯曲强度及弯曲韧性分析,同时结合SEM从微观结构角度揭示其宏观性能改变机制,在此基础上给出了低温作用下再生混凝土的纤维增强效应表达式。结果表明:经低温作用CRAC弯拉强度显著提升,较常温最大可提升约168%;随温度的进一步降低,受冰晶生长作用及改性骨料特性影响,再生骨料取代率为60wt%的CRAC耗能能力较30wt%表现更优;同时低温作用下钢纤维体积掺量为1.5vol%的CRAC强度及韧性性能提升效果最佳,研究结论为低温作用下再生混凝土的性能优化设计及推广应用提供参考。

关键词：改性骨料再生混凝土低温作用弯曲韧性纤维掺量微观结构

深部大理岩真三轴力学特性离散元和有限差分耦合分析

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爆炸与冲击 2024年第7期44卷 124-136页

作者：王志亮余浪浪合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009

为了研究深部大理岩的动态力学特性,首先基于离散元PFC(particle flow code)和有限差分FLAC(fast Lagrangian analysis of continua)耦合法,对大理岩的细观参数进行标定。接着,对三维分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,S... 详细信息

为了研究深部大理岩的动态力学特性,首先基于离散元PFC(particle flow code)和有限差分FLAC(fast Lagrangian analysis of continua)耦合法,对大理岩的细观参数进行标定。接着,对三维分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)冲击模拟中的动态应力平衡条件及均匀性假设进行数值验证。最后,对真三轴应力环境下大理岩的应力-应变响应、破碎特征及能量演化机理等问题进行深入分析。结果表明:基于PFC-FLAC耦合理论的真三轴SHPB试验数值结果满足应力均匀性假设,模拟得到的应力-应变曲线与室内试验数据高度一致。峰值应力、峰值应变随着冲击方向上预压(下称“轴向压力”)的增大呈下降趋势。在轴向压力相同时,试样峰值应力增幅随入射应力的提高逐渐变小;当入射应力固定时,轴向压力对试样峰值应力有削弱作用,垂直于冲击方向的侧压则会提升试样的抗压强度。加载过程中声发射事件爆发期整体上发生在应力峰后段,并在此阶段试样内形成较明显的宏观破碎带。在真三轴动态压缩下,大理岩试样主要以拉伸裂纹居多,在总裂纹数中占比超过80%。试样从加载至破坏的过程伴随有能量的变化,达到应力峰值点时试样的应变储能达到极限,之后转化为以耗散能为主、颗粒动能等为辅的能量形式。

关键词：深部大理岩真三轴条件力学特性破碎形态耦合分析

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循环冲击下大理岩的损伤力学行为及能量耗散特性

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爆炸与冲击 2024年第4期44卷 47-59页

作者：王志亮汪大为汪书敏巫绪涛合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009

为了研究循环冲击荷载作用下大理岩的动态力学行为和能量耗散特性,首先采用分离式霍普金森压杆,通过试冲法确定出5种代表性的入射子弹速度,据此完成了大理岩试样的等幅循环冲击试验,并对试样的应力均匀性进行了检验。接着,从应变率时程... 详细信息

为了研究循环冲击荷载作用下大理岩的动态力学行为和能量耗散特性,首先采用分离式霍普金森压杆,通过试冲法确定出5种代表性的入射子弹速度,据此完成了大理岩试样的等幅循环冲击试验,并对试样的应力均匀性进行了检验。接着,从应变率时程曲线、应力-应变关系、冲击次数和能量耗散特性等方面对测试数据进行了系统分析。最后,基于能量演化定义损伤变量,探讨了能量耗散与岩样损伤发展之间的关联机制。结果表明:试样应变率时程曲线在低弹速下会出现变化率恒定的平台段,应力-应变曲线在峰后阶段均产生一定的回弹;随着循环次数的增加,试样峰值应力总体减小,而峰值应变、平均应变率和累积比能量吸收值则变化趋势相反,且在临近破坏或开裂前其变化速率呈现突增现象;峰值应力与平均应变率存在明显的线性关系,弹性模量随平均应变率的变化整体上符合指数衰减规律;试样的耗散比能与平均应变率之间呈线性正相关,基于能量耗散定义的损伤变量可以较好地表征该大理岩试样动载下的损伤破坏过程。

关键词：大理岩循环冲击动力学特性能量耗散损伤演化

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超高性能混凝土三轴受压力学性能及破坏准则

建筑结构学报 2024年第1期45卷 230-242页

作者：王淑楠徐礼华李彪池寅曾彦钦武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072 武汉工程大学土木工程与建筑学院湖北武汉430074 湖北工业大学土木建筑与环境学院湖北武汉430068

为研究超高性能混凝土(UHPC)三轴受压力学性能及破坏准则,考虑围压、钢纤维体积掺量和长径比、聚丙烯纤维体积掺量等主要因素,设计制作39个超高性能混凝土圆柱体试件。通过常规三轴受压试验,考察UHPC三轴破坏形态,分析三轴应力-应变关... 详细信息

为研究超高性能混凝土(UHPC)三轴受压力学性能及破坏准则,考虑围压、钢纤维体积掺量和长径比、聚丙烯纤维体积掺量等主要因素,设计制作39个超高性能混凝土圆柱体试件。通过常规三轴受压试验,考察UHPC三轴破坏形态,分析三轴应力-应变关系全曲线,揭示强度和变形性能指标变化规律,提出考虑纤维特征参数的UHPC多轴破坏准则。结果表明:三轴应力状态下UHPC的破坏形态均呈剪切型,围压对裂缝形成与分布影响显著;UHPC三轴受压全过程曲线分为线弹性段、非线性硬化段和应变软化段三部分;施加围压和掺入钢纤维均能显著改善UHPC三轴受压力学性能,当围压从0 MPa增至40 MPa时,峰值应力和峰值应变分别最大增加161.7%和224.7%,当钢纤维体积掺量由0%增至3%以及长径比由30增至80时,峰值应力和峰值应变分别最大增加24.6%和68.6%;聚丙烯纤维可有效提升UHPC的变形能力;围压对UHPC三轴受压力学性能的影响最大,钢纤维的影响次之,聚丙烯纤维的影响最小。基于Willam-Warnke五参数模型建立了UHPC破坏准则,模型预测结果与试验结果吻合较好。

关键词：超高性能混凝土三轴受压混杂纤维应力-应变关系破坏准则

穿越液化流滑区盾构隧道纵向非线性地震响应研究

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振动与冲击 2024年第1期43卷 131-137,183页

作者：李孝雄庄海洋王伟赵凯陈国兴南京工业大学岩土工程研究所南京210009 华东交通大学土木建筑学院南昌330013

为了明确场地液化流滑区越江跨海盾构隧道结构的抗震性能,以宽河谷微倾斜可液化场地在不同地震动强度下土层的位移时程作为输入地层震动状态,并基于广义反应位移法,建立了4.8 km精细化梁-弹簧盾构隧道模型,研究了场地液化流滑对盾构隧... 详细信息

为了明确场地液化流滑区越江跨海盾构隧道结构的抗震性能,以宽河谷微倾斜可液化场地在不同地震动强度下土层的位移时程作为输入地层震动状态,并基于广义反应位移法,建立了4.8 km精细化梁-弹簧盾构隧道模型,研究了场地液化流滑对盾构隧道纵向地震响应和相邻管环纵向张开量的影响。研究结果表明:场地的液化流滑将导致盾构隧道产生极大的环间纵向张开量、截面拉力和压力突变,充分说明了场地流滑对隧道结构地震安全的危害性;盾构隧道损害严重位置处均位于液化土层的滑动面;沿轴线的弯矩变化曲线与加速度放大系数曲线和河谷地形具有一致性,且曲线在液化区呈现出明显的突变现象。

关键词：盾构隧道广义反应位移法液化流滑环间张开量地震响应

“基础力学教学的基本问题研修班”的教学特色与理论力学科学性探讨

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力学与实践 2024年第1期46卷 208-213页

作者：贾悦西北工业大学力学与土木建筑学院西安710129

以“基础力学教学的基本问题研修班(第3期)”为背景,探讨了理论力学的教学方法和科学性。文章由3部分组成:第一部分概述了研修班的课程设置和亮点,包括名师示范课、知识串讲和力学竞赛漫谈。第二部分探究了理论力学的科学严谨性,以及力... 详细信息

以“基础力学教学的基本问题研修班(第3期)”为背景,探讨了理论力学的教学方法和科学性。文章由3部分组成:第一部分概述了研修班的课程设置和亮点,包括名师示范课、知识串讲和力学竞赛漫谈。第二部分探究了理论力学的科学严谨性,以及力与力学的起源。第三部分阐述研修班课程试讲环节的教学设计,采用BOPPPS模式,即bridge-in(引入)、objective(目标)、pre-assessment(前测)、participatory learning(参与式学习)、post-assessment(后测)和summary(总结),并评价了BOPPPS模式在理论力学教学中的优势和效果。文章旨在为理论力学的教育教学提供一些有益的启示和参考。

关键词：理论力学动力学基础力学研修班 BOPPPS 模式

考虑铸造约束的空间结构节点拓扑优化设计研究

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建筑结构学报 2024年第10期 170-180页

作者：韩文哲王超杜文风余永强徐斌河南理工大学土木工程学院河南大学土木建筑学院西北工业大学力学与土木建筑学院

针对工业化批量生产的高性能可铸造性空间结构节点设计问题，引入集成铸造约束的连续体结构拓扑优化方法，对典型空间结构节点进行了拓扑优化设计研究。建立了多荷载工况下协同考虑铸造约束和材料体积约束的节点域应变能最小化(等价于... 详细信息

针对工业化批量生产的高性能可铸造性空间结构节点设计问题，引入集成铸造约束的连续体结构拓扑优化方法，对典型空间结构节点进行了拓扑优化设计研究。建立了多荷载工况下协同考虑铸造约束和材料体积约束的节点域应变能最小化(等价于节点刚度最大化)优化模型，利用阈值投影技术抑制密度过滤导致的大量中间密度单元以改善设计性能，通过MATLAB实现优化程序。以经典3D四耳板空间结构节点为设计对象，进行了有无铸造约束的空间结构节点拓扑优化对比研究，并分析了不同过滤半径、荷载工况、材料体积以及网格密度对节点优化设计的影响规律。研究结果表明：传统优化设计方法不能确保空间结构节点设计满足铸造工艺要求，引入铸造约束是解决这一难题的必要且可行方法；降低过滤半径和提高材料用量将有助于增强节点设计刚度，细化有限元网格能够改善节点设计质量，但将大幅增加计算成本。

关键词：空间结构节点拓扑优化铸造约束可制造性设计

一种基于AK-MCS-K的失效概率函数估计方法

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中国机械工程 2024年第5期35卷 784-791页

作者：宋海征周长聪李磊林华刚岳珠峰西北工业大学力学与土木建筑学院西安710072 西北工业大学清洁高效透平动力装置全国重点实验室西安710072

针对可靠性优化设计中失效概率函数求解复杂、计算量大等问题,提出一种求解失效概率函数的高效方法。所提方法的基本思路是利用自主学习Kriging方法构造输入变量全空间在失效边界处的局部代理模型,进而通过该局部代理模型结合Monte Carl... 详细信息

针对可靠性优化设计中失效概率函数求解复杂、计算量大等问题,提出一种求解失效概率函数的高效方法。所提方法的基本思路是利用自主学习Kriging方法构造输入变量全空间在失效边界处的局部代理模型,进而通过该局部代理模型结合Monte Carlo模拟法计算在指定分布参数样本下结构的失效概率,然后基于Kriging方法拟合分布参数样本点与对应结构失效概率之间的函数关系,最终建立用Kriging模型表达的失效概率函数的隐式函数。为了检验所提方法的精度和效率,给出了两个算例,对比了所提方法与已有的求解失效概率函数方法的计算结果。算例结果表明,所提方法适用于求解复杂的功能函数问题,并在满足精度要求的基础上显著降低了计算量。

关键词：结构可靠性失效概率函数自主学习Kriging方法代理模型