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混凝土单箱多室箱梁温度梯度地域差异性

交通运输工程学报 2024年第1期24卷 185-201页

作者：徐向锋马禄爱张峰张磊邬刚山东交通学院交通土建工程学院山东济南250357 山东大学岩土与结构工程研究中心山东济南250061 东南大学交通学院江苏南京211189

为确定不同地区混凝土单箱多室箱梁日照温差代表值,在西藏山南、陕西铜川与广西来宾分别建立了室外日照温度场试验模型,同时安装了大量温度传感器与气象采集器,通过现场实测数据总结了山南、铜川和来宾气象差异性;通过长期箱梁测试温度... 详细信息

为确定不同地区混凝土单箱多室箱梁日照温差代表值,在西藏山南、陕西铜川与广西来宾分别建立了室外日照温度场试验模型,同时安装了大量温度传感器与气象采集器,通过现场实测数据总结了山南、铜川和来宾气象差异性;通过长期箱梁测试温度与逐时气象数据的逐步回归,提出了山南、铜川和来宾箱梁温差计算公式;调研了西藏6个地级市、陕西10个地级市和广西14个地级市1955—2016年的气象数据,并将气象日值数据分解为逐时气象数据用于温差计算,基于超阈值分布模型得到了3个地区重现期为50年的温度作用代表值,并绘制了温度作用分布地图。研究结果表明:箱梁模型实测的向阳侧边腹板竖向温差、中腹板竖向温差、顶板横向温差与底板横向温差从高到低依次为山南、铜川和来宾,说明受地理位置影响,中国不同地区的箱梁竖向温差和横向温差具有差异性;混凝土箱梁顶板向阳侧横向温差均高于底板,山南、铜川和来宾箱梁顶板向阳侧横向温差比底板分别高30.7%、23.2%和11.1%;西藏、陕西和广西的中腹板竖向温差地域差异性最大可达10.5℃,顶板横向温差地域差异性最大可达20.3℃,说明混凝土桥梁的日照作用具有明显的地域差异性。

关键词：桥梁工程混凝土箱梁模型试验温差计算模型地域差异性温差极值

钢-混组合结构群钉连接件的连杆效应试验研究

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哈尔滨工程大学学报 2024年第2期45卷 254-261页

作者：余晓琳吴毓陈宇轩罗宇蕃贾布裕华南理工大学土木与交通学院广东广州510640

钢—混组合结构连接件中栓钉式群钉连接件存在单钉承载力折减及群钉中栓钉的剪力分布不均匀的情况,本文提出一种带连杆的群钉连接件,旨在通过在栓钉之间设置连杆使群钉中栓钉之间的剪力分布更加均匀,并提高构件的整体承载能力。利用推... 详细信息

钢—混组合结构连接件中栓钉式群钉连接件存在单钉承载力折减及群钉中栓钉的剪力分布不均匀的情况,本文提出一种带连杆的群钉连接件,旨在通过在栓钉之间设置连杆使群钉中栓钉之间的剪力分布更加均匀,并提高构件的整体承载能力。利用推出试验结合有限元模拟,揭示了带连杆群钉连接件的作用机理,并通过参数分析给出群钉构件合理的连杆布置位置以及尺寸。研究结果表明:在构件达到极限承载力时,合理的设置连杆能够减少83.76%的栓钉底部剪力分布的不均匀程度,对构件承载能力的提升能达到8.56%。本文研究可为带连杆群钉连接件的结构优化提供一定的理论基础,推动新型连接件的发展。

关键词：组合结构带连杆的群钉连接件推出试验承载力非线性有限元分析参数分析剪力分布结构优化

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盾构隧道内减振道床评价隧道壁测点位置研究

振动．测试与诊断 2024年第5期44卷 885-890,1035页

作者：金浩汤世龙孙博旭东南大学交通学院南京211189

隧道内减振道床的在线测试现行方法不区分隧道的结构形式,且未考虑盾构隧道纵缝在振动传播过程中的影响。针对该问题,结合现场测试和数值模拟,分析盾构隧道纵缝在振动传播过程中的影响。结果表明:振动波在单一管片会随着离振源距离的增... 详细信息

隧道内减振道床的在线测试现行方法不区分隧道的结构形式,且未考虑盾构隧道纵缝在振动传播过程中的影响。针对该问题,结合现场测试和数值模拟,分析盾构隧道纵缝在振动传播过程中的影响。结果表明:振动波在单一管片会随着离振源距离的增加而产生一定程度的衰减;盾构隧道纵缝对振动波有明显的削弱作用,振动波经过纵缝后振动加速度时程最大幅值可下降50%以上;无论哪种拼装角度,在同一振源激励下,盾构隧道被纵缝影响的一侧和未被纵缝影响一侧的振动加速度幅值和频率分布均存在显著差异;即使都位于未被纵缝影响的一侧,不同错缝拼装角度也会造成该侧测点动力响应幅值的不同。因此,在盾构隧道内进行振动测试时,应考虑纵缝位置及管片拼装角度的影响。

关键词：地铁盾构隧道浮置板轨道减振垫道床振动测试

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三非环境偏振传输研究综述

激光与光电子学进展 2024年第9期61卷 77-88页

作者：孙鑫栋孟峰旭徐文森王栋陈雪叶曾祥伟鲁东大学交通学院山东烟台264025

微粒非规则、微粒非各向同性和介质非均匀的三非环境普遍存在。三非环境中受微粒散射和吸收作用的影响,光信号的传输性能与作用距离会减弱。例如,雾、霾和云等低能见度环境会降低飞机、汽车和轮船出行的安全性,在浑浊水域中搜寻与潜航... 详细信息

微粒非规则、微粒非各向同性和介质非均匀的三非环境普遍存在。三非环境中受微粒散射和吸收作用的影响,光信号的传输性能与作用距离会减弱。例如,雾、霾和云等低能见度环境会降低飞机、汽车和轮船出行的安全性,在浑浊水域中搜寻与潜航作业困难,而将偏振特性用于表征光在三非环境中的传输过程可为提取良好的光信号和增加作用距离提供可行方案。阐述微粒非规则、微粒非各向同性和介质非均匀等3种情形下偏振传输特性:分析多种非球形微粒的国内外发展;列举等效多层同心粒子模型的相关数据并解释雾霾散射特性等问题的有效性;对非均匀介质开展分类研究并分析光线的传输过程中介质环境的影响。综述三非环境中偏振光的散射偏振特性的发展历程和研究现状,阐明三非环境中偏振传输特性研究的重要性,展望三非环境偏振传输问题的发展趋势。

关键词：散射三非环境偏振传输

数字图像相关法辅助的条纹投影轮廓术相位展开方法

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光学学报 2024年第14期44卷 126-134页

作者：骆志明周易非李睿蒋震宇华南理工大学土木与交通学院广东广州510641

相位展开是相移条纹投影轮廓术中的关键技术之一。为了提高复杂形貌的测量能力和降低噪声的干扰,相位展开算法或处理策略变得日益复杂。本文引入立体数字图像相关(DIC)法,针对时间相移条纹投影轮廓术提出了一种简单有效的相位展开方法... 详细信息

相位展开是相移条纹投影轮廓术中的关键技术之一。为了提高复杂形貌的测量能力和降低噪声的干扰,相位展开算法或处理策略变得日益复杂。本文引入立体数字图像相关(DIC)法,针对时间相移条纹投影轮廓术提出了一种简单有效的相位展开方法。该方法在投影N步相移条纹图之后,额外投影一幅散斑图至待测物体表面。计算相位时,先用边缘检测算法确定被包裹的相位主值图中灰度跳变轮廓线,然后运用立体DIC法估算轮廓线上像素点的相位及其条纹级次。利用上述信息,可迅速地对轮廓线之间的相位主值连续分布区域进行相位展开。实验表明,该方法可以达到常规三频四步相移法的测量精度,并且对复杂的表面形貌和包含相位非连续分布的例子,表现出良好的适应性,无需人工干预,即能自动完成准确的相位展开。

关键词：条纹投影轮廓术时间相移法相位展开数字图像相关法

基于数值模拟的高速公路S型曲线积水规律分析

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华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第8期52卷 56-64页

作者：吴文亮曾威凯李智王晓飞华南理工大学土木与交通学院广东广州510640

S型曲线由于特殊的线型几何特征形成了易积水的路面区域,对于积水规律的掌握有利于在设计和建造阶段提前预防和处理积水路段的危害。该文基于计算流体力学软件Fluent,结合计算流体力学分析中基于欧拉-拉格朗日方法的欧拉液膜模型EWF(Eul... 详细信息

S型曲线由于特殊的线型几何特征形成了易积水的路面区域,对于积水规律的掌握有利于在设计和建造阶段提前预防和处理积水路段的危害。该文基于计算流体力学软件Fluent,结合计算流体力学分析中基于欧拉-拉格朗日方法的欧拉液膜模型EWF(Eulerian Wall Film),针对精细化处理的典型S型曲线双向多车道道路模型进行模拟计算。模拟包含了几何特征与降雨量等不同变量因素,得出了积水的水膜厚度以及流速分布规律。模拟结果表明:在降雨阶段,S型曲线横坡坡度0%~1%路段为积水路段,横坡坡度1%~2%路段为易积水路段,横坡坡度大于2%的路段积水情况受到降雨强度影响;在排水阶段,S型曲线横坡坡度0%~1%路段为排水困难路段,横坡坡度1%~2%路段为排水不畅路段,横坡坡度大于2%的路段排水顺畅,在排水时间结束时,路面在不同的几何条件和降雨条件下均能将积水排除至水膜厚度小于2 cm,横坡的大小与渐变影响了积水的横向分布与纵向分布,横向呈现中间高两边低、横断面上标高大的位置水膜厚度小和标高小的位置水膜厚度大的水膜厚度分布规律,总体呈现S型的分布规律;水膜流速在积水阶段呈现纵向上中间低两边高、水膜厚度大则水膜流速大的水膜厚度分布规律,在排水阶段则为纵向上中间高两边低的水膜流速分布规律。道路宽度影响了降雨落到路面的积水总量,进而对积水水膜厚度产生了影响;超高缓和率则主要使得积水路段、易积水路段增长,从而影响了积水分布的范围。

关键词：计算流体力学 S型曲线路面积水积水规律

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微纳挠曲电结构力电耦合响应的数值模拟方法

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 147-156页

作者：黄怀纬黄海博华南理工大学土木与交通学院广东广州510640

微纳米尺度下挠曲电效应相对于传统压电效应具有较高的机电耦合转换效率,其在传感、致动和俘能领域极具应用前景。然而目前多数商用有限元软件未包含挠曲电本构模型,无法对挠曲电结构进行有效的数值模拟。本研究基于Abaqus用户自定义单... 详细信息

微纳米尺度下挠曲电效应相对于传统压电效应具有较高的机电耦合转换效率,其在传感、致动和俘能领域极具应用前景。然而目前多数商用有限元软件未包含挠曲电本构模型,无法对挠曲电结构进行有效的数值模拟。本研究基于Abaqus用户自定义单元(UEL)子程序进行二次开发,将挠曲电效应内化到计算模型。首先,结合配点混合有限元法(CMFEM),推导了挠曲电结构的力电耦合方程,并在Abaqus中开发了挠曲电单元,提供了挠曲电结构响应分析的数值模拟技术。与传统的混合有限元法(MFEM)相比,该方法的优点是易于建模,降低了计算自由度,提高了计算效率,节省了运算成本,并且挠度与电场强度指标都比其他方法更接近解析解。然后,通过上述数值模拟方法,建立了挠曲电结构响应分析数值模型,开展了矩形梁及弧形梁在不同边界条件下的力电耦合响应计算与分析。分析结果展示了梁的几何参数影响结构应变梯度|η113|的作用机制,表明在使用同一材料设计挠曲电梁时,可通过控制变形梯度来控制输出电压的大小。研究表明,改变梁的弯曲程度,可有效提高梁输出的开路电压,减小梁的挠度。相同程度弯曲下,弧形悬臂梁向下弯曲的开路电压大于弧形悬臂梁向上弯曲的开路电压。当向上弯曲弧形梁的圆心角为38°,左边缘为滑动支座,右边缘为铰链支座时,开路电压最大,可达214.07 mV,比悬臂矩形梁增加5倍。此外,相同模型若仅考虑压电效应,开路电压将下降89.3%。

关键词：挠曲电效应弧形梁二次开发有限元仿真

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考虑自由液面影响的多凸体结构浮态计算方法

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第5期52卷 62-70页

作者：刘虓周全樊天慧陈超核华南理工大学土木与交通学院广东广州510640

针对液舱内自由液面对浮态和稳性的影响,文中提出了一种新的多凸体组合结构浮态算法。该方法将浮体和液舱分解成多个四面体单元,通过分析每个四面体与水面/液面的相对位置关系来确定浮体的浮力和浮心以及液舱液体的重心。该方法还提出... 详细信息

针对液舱内自由液面对浮态和稳性的影响,文中提出了一种新的多凸体组合结构浮态算法。该方法将浮体和液舱分解成多个四面体单元,通过分析每个四面体与水面/液面的相对位置关系来确定浮体的浮力和浮心以及液舱液体的重心。该方法还提出了一种改进的双重迭代法用来确定多凸体组合结构的浮态:内层迭代法模拟浮体的升沉运动,得到浮体外的水面方程和液舱内的液面方程;通过外层迭代法模拟浮体的旋转运动。两种迭代方法交替进行,直至浮体的重力作用线和浮力作用线之间的距离满足精度要求,同时重力等于浮力。自编程序对某半潜船和某半潜式海洋平台的多种典型工况进行了浮态计算,同时也考虑了自由液面影响。此外利用Maxsurf建模进行了对比分析,还利用AUTOCAD进行了精度验证。对照结果表明:该研究提出的算法可以考虑自由液面对浮态的影响,原理清晰,收敛性好;算法无论对传统的单凸体结构(例如单体船),还是多凸体结构(例如多体船、漂浮式海洋平台等)均更容易取得准确解,且计算效率更高;算法可以实现“搭积木”式的建模方式,多工况建模时可以极大地减小工作量;算法无需依赖国外第三方图形平台(比如AUTOCAD、CATIA),可为我国相关工业软件的国产化打下良好的基础。

关键词：自由液面浮态四面体双重迭代

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长江中游护滩服役状态评价体系

长江科学院院报 2024年第8期41卷 23-30页

作者：陈一梅王朋超东南大学交通学院南京211189

随着长江航道建设的快速发展,维护管理好在役的航道整治建筑物成为一项重要工作。目前国内针对长江中常见的航道整治建筑物——护滩服役状态的相关研究较少。基于考虑指标模糊性的可拓云理论,建立护滩服役状态评价模型。依据监测信息、... 详细信息

随着长江航道建设的快速发展,维护管理好在役的航道整治建筑物成为一项重要工作。目前国内针对长江中常见的航道整治建筑物——护滩服役状态的相关研究较少。基于考虑指标模糊性的可拓云理论,建立护滩服役状态评价模型。依据监测信息、护滩历年维护经验和相关规范,构建了评价指标体系,并结合序关系法和熵权法,综合确定指标权重,经模型计算可以得到护滩所隶属的服役状态等级。将该模型应用于长江中游新九水道护滩服役状态评估,评价结果与工程实际情况吻合。验证表明,本文所建立的护滩服役状态评价模型可以正确识别护滩服役状态,指导护滩日常维护工作,推进长江航道养护智能化。

关键词：护滩服役状态评价可拓云模型航道养护智能化长江中游