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端部嵌贴CFRP板加固钢筋混凝土结构的斜嵌段粘结性能试验

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复合材料学报 2024年第2期41卷 871-883页

作者：娄逸群彭晖兰川云丑佳璇长沙理工大学桥梁工程安全控制教育部重点实验室长沙410114 长沙理工大学土木工程学院长沙410114

端部嵌贴预应力碳纤维增强复合材料(CFRP)板加固混凝土结构是一种高效经济的新型混凝土结构加固方法,端部嵌贴段的CFRP与混凝土的粘结性能是锚固预应力CFRP、确保加固效果充分发挥的关键因素。为确定端部嵌贴段中斜向嵌贴段CFRP-混凝土... 详细信息

端部嵌贴预应力碳纤维增强复合材料(CFRP)板加固混凝土结构是一种高效经济的新型混凝土结构加固方法,端部嵌贴段的CFRP与混凝土的粘结性能是锚固预应力CFRP、确保加固效果充分发挥的关键因素。为确定端部嵌贴段中斜向嵌贴段CFRP-混凝土的界面粘结性能,本文开展9个单剪拔出试验,研究了斜嵌段的粘结性能。通过设计混凝土棱柱试件,研究了斜槽角度、CFRP板埋深、CFRP板粘结长度对斜向嵌贴界面粘结性能的影响,并基于试验结果构建了CFRP板-混凝土局部界面的粘结-滑移关系模型。试验结果表明:随斜槽角度增大,试件的承载力及CFRP-混凝土局部界面断裂能也在逐渐增大。CFRP-混凝土界面粘结性能随CFRP埋深比增加而明显增加,并在埋深比为50%时达到最大,此后不再明显变化。基于试验结果所建立的粘结-滑移模型能较准确地模拟出CFRP板在混凝土斜槽中的受力过程。

关键词：端部嵌贴 CFRP 单剪拔出粘结性能粘结-滑移本构关系

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欠驱动飞行器横侧向通道的自耦PD控制方法

空间控制技术与应用 2024年第3期50卷 60-67页

作者：喻乐言曾喆昭唐钰淇长沙理工大学长沙410076

针对欠驱动高超声速飞行器横侧向通道的姿态控制问题,提出一种基于自耦PD(proportional-differential)控制理论的控制方法.该方法将欠驱动飞行器横侧向姿态模型转换为由速度倾斜角与侧滑角两个通道组成的二阶动态模型,并在速度倾斜角通... 详细信息

针对欠驱动高超声速飞行器横侧向通道的姿态控制问题,提出一种基于自耦PD(proportional-differential)控制理论的控制方法.该方法将欠驱动飞行器横侧向姿态模型转换为由速度倾斜角与侧滑角两个通道组成的二阶动态模型,并在速度倾斜角通道中引入一个侧滑角虚拟指令,再对速度倾斜角与侧滑角两个通道的内部动态与外部扰动分别定义两个总扰动,从而将非线性欠驱动扰动系统等价映射为虚拟全驱动线性扰动系统.使用最小速度因子及其自适应速度因子来设计外环速度倾斜角的自耦PD控制器,以便获得侧滑角虚拟指令,并根据该虚拟指令来设计内环侧滑角的自耦PD控制器,从而获得副翼偏角的控制力.分析了自耦PD控制系统的鲁棒稳定性和抗扰动鲁棒性.仿真结果表明,本文设计的自耦PD控制器不仅具有良好的抗扰动鲁棒性,而且具有良好的动态品质和稳态性能.

关键词：欠驱动飞行器横侧向姿态模型自耦PD控制自适应速度因子抗扰动鲁棒性

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面向特定车头的人地碰撞损伤防护极简方法

中国公路学报 2024年第1期37卷 255-266页

作者：邹铁方曾冲王丹琦胡林长沙理工大学汽车与机械工程学院湖南长沙410114

针对原制动控制方法对监测设备要求极高的问题,提出了一种具有较强实践潜力的人地碰撞损伤防护方法的提取流程。先建立特定车头的多刚体模型,再选择车辆制动控制方法并穷举、寻优,最后回归获得人体头部首次撞击车体时刻t1与车辆再次完... 详细信息

针对原制动控制方法对监测设备要求极高的问题,提出了一种具有较强实践潜力的人地碰撞损伤防护方法的提取流程。先建立特定车头的多刚体模型,再选择车辆制动控制方法并穷举、寻优,最后回归获得人体头部首次撞击车体时刻t1与车辆再次完全制动时刻t2的关系,以此提出面向特定车头的人地碰撞损伤防护极简方法(SMPG)。以小型行人友好型轿车为例,检验此方法的可行性,分析2 400次仿真结果后,获得适用于小型行人友好型轿车的人地碰撞损伤防护极简方法,再经48次仿真发现,所得方法能显著降低人地碰撞损伤且不会增加人车碰撞损伤,添加车速扰动后的480次仿真显示,所得方法仍能很好地防护人地碰撞损伤且未增加人车碰撞损伤,表明能根据所提流程获得防护人地碰撞损伤的极简方法且方法效果佳。进一步分析发现,落地机制及躯干角度的改变是制动控制能降低人地碰撞损伤的主要原因,且通过流程所得的极简方法中的制动系统协调时间已达最优,无需进一步优化。研究结果将为通过制动控制以防护人地碰撞损伤的相关研究提供支持,推动其实用化。

关键词：汽车工程人地碰撞损伤车辆制动控制车头形状损伤对比研究

基于分子动力学的偶联剂接枝改性玄武岩纤维与沥青粘附特性研究

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材料导报 2024年第6期38卷 274-280页

作者：杨程程柳力刘朝晖黄优刘磊鑫长沙理工大学交通运输工程学院长沙410114

为增强玄武岩纤维(BF)与沥青的界面粘附特性,采用接枝KH550型硅烷偶联剂对BF表面进行改性。采用扫描电子显微镜和红外光谱仪对KH550接枝改性BF进行微观表征,并基于分子动力学方法,运用“化学接枝”和“叠加”方式建立沥青-BF_(KH550)界... 详细信息

为增强玄武岩纤维(BF)与沥青的界面粘附特性,采用接枝KH550型硅烷偶联剂对BF表面进行改性。采用扫描电子显微镜和红外光谱仪对KH550接枝改性BF进行微观表征,并基于分子动力学方法,运用“化学接枝”和“叠加”方式建立沥青-BF_(KH550)界面模型,研究了KH550接枝改性对BF与沥青粘附特性的增强效果及增强机理。结果表明,KH550接枝改性后,BF_(KH550)表面凸起增多、粗糙度增加,增大了BF与沥青的粘结强度;BF表面接枝的KH550个数越多,与沥青的粘附性能越好,25℃时BF表面接枝20个KH550的界面能相比不接枝KH550时增加了26.1%;经KH550接枝改性后,沥青四组分的扩散系数变化规律与不接枝KH550时相同,即饱和分>芳香分>胶质>沥青质,但其扩散系数整体比不接枝KH550时小,说明BF_(KH550)与沥青发生了较强的吸附,从而有效提高了BF与沥青的粘附性能。研究成果可为BF在沥青混合料中的推广应用提供重要参考。

关键词：硅烷偶联剂(KH550) 玄武岩纤维(BF) 化学接枝粘附性能分子动力学

考虑干湿循环路径的粉砂质泥岩力学特性及本构模型

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浙江大学学报（工学版） 2024年第9期58卷 1912-1922,1980页

作者：成辉付宏渊曾铃于晓伟罗锦涛刘杰长沙理工大学土木工程学院湖南长沙410114 长沙理工大学水利与环境工程学院湖南长沙410114

为了分析南方湿热地区粉砂质泥岩边坡浅层失稳机制,开展不同干湿循环路径下的粉砂质泥岩低围压三轴压缩试验与扫描电镜(SEM)试验.基于连续损伤理论和修正Drucker-Prager(D-P)强度准则,构建可考虑干湿循环路径影响的粉砂质泥岩损伤本构模... 详细信息

为了分析南方湿热地区粉砂质泥岩边坡浅层失稳机制,开展不同干湿循环路径下的粉砂质泥岩低围压三轴压缩试验与扫描电镜(SEM)试验.基于连续损伤理论和修正Drucker-Prager(D-P)强度准则,构建可考虑干湿循环路径影响的粉砂质泥岩损伤本构模型.结果表明:粉砂质泥岩应力-应变曲线具有非线性特征,可分为压密阶段、弹性阶段、塑性屈服阶段、峰后破坏阶段和残余强度阶段;随干湿循环次数或循环幅度的增加,压密阶段与塑性屈服阶段延长,岩样峰值强度、变形模量、黏聚力和内摩擦角损伤逐渐增大,粉砂质泥岩力学参数敏感度表现为变形模量>黏聚力>内摩擦角>峰值强度;受溶蚀、潜蚀作用,粉砂质泥岩孔隙率不断增大,破坏模式由以剪切破坏形式为主的顶锥-劈裂破坏向剪切破坏演化.构建的岩石损伤本构模型能考虑干湿循环路径的影响,能较好地反映粉砂质泥岩应力-应变曲线全过程变形特征.

关键词：粉砂质泥岩干湿循环路径力学特性微观结构损伤本构模型

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挠性航天器的自耦PD姿态控制方法

空间控制技术与应用 2024年第1期50卷 75-83页

作者：黄利容曾喆昭曾鹏长沙理工大学长沙410076

针对存在模型参数不确定以及受到外部干扰的挠性航天器的高精度姿态控制和主动振动抑制问题,根据自耦PID(auto-coupling proportional integral derivative,ACPID)控制理论提出了一种简单的自耦PD(auto-coupling proportional derivative,ACPD)控制方法.将挠性航天器姿态运动的已知和未知内部动态以及外部干扰定义为一个总扰动,进而将其等价映射为一个二阶线性扰动系统.据此构建了在复合总扰动反相激励下的受控误差系统,根据ACPID控制理论分别设计了ACPD姿态控制器和ACPD主动振动控制器,并分析了每个系统的鲁棒稳定性和抗扰动鲁棒性.仿真试验结果表明,ACPD姿态控制器对姿态角指令有较好的跟踪性能,ACPD主动振动控制器也能有效地抑制挠性附件的振动.

关键词：挠性航天器姿态控制主动振动控制自耦PD控制

SiO_(2)气凝胶/反应性弹性体三元共聚物/多聚磷酸复合改性沥青流变性能与改性机理

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吉林大学学报（工学版） 2024年第7期54卷 1978-1987页

作者：高英力谷小磊廖美捷胡新浪谢雨彤长沙理工大学交通运输工程学院长沙410114

为探究反应性弹性体三元共聚物(RET)、多聚磷酸(PPA)和SiO_(2)气凝胶(SG)复合改性沥青的流变性能,首先利用三大指标试验确定3种改性剂掺量;通过DSR、BBR、MSCR试验分析改性沥青高、低温性能及抗永久变形性能;借助傅里叶变换红外光谱试... 详细信息

为探究反应性弹性体三元共聚物(RET)、多聚磷酸(PPA)和SiO_(2)气凝胶(SG)复合改性沥青的流变性能,首先利用三大指标试验确定3种改性剂掺量;通过DSR、BBR、MSCR试验分析改性沥青高、低温性能及抗永久变形性能;借助傅里叶变换红外光谱试验、荧光显微试验和扫描电镜试验研究沥青改性机理和微观特性。结果表明:RET、PPA和SG的掺入提升了沥青高、低温性能。相比于原样沥青,复合改性沥青复数剪切模量提升了170%;-12℃时,蠕变劲度减小35 MPa,蠕变速率加快21.3%。气凝胶与两种聚合物以物理共混为主,改性过程生成新的吸收峰,气凝胶改善了沥青界面的相容性,且改性剂颗粒分散均匀,提高了沥青路用性能。

关键词：道路工程改性沥青流变性能改性机理反应性弹性体三元共聚物多聚磷酸 SiO_(2)

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考虑中心距变化的齿轮接触应力计算方法

中南大学学报（自然科学版） 2024年第7期55卷 2552-2566页

作者：汪红兵冯世成尹来容胡波长沙理工大学汽车与机械工程学院湖南长沙410114

齿轮制造/安装误差和轴承径向间隙导致齿轮中心距变化,改变齿面的接触特征,影响齿面的磨损和疲劳寿命。本文基于考虑制造/安装误差和轴承径向间隙影响的2种齿轮中心距模型,结合赫兹接触理论和齿轮啮合原理,建立了考虑中心距变化的齿面... 详细信息

齿轮制造/安装误差和轴承径向间隙导致齿轮中心距变化,改变齿面的接触特征,影响齿面的磨损和疲劳寿命。本文基于考虑制造/安装误差和轴承径向间隙影响的2种齿轮中心距模型,结合赫兹接触理论和齿轮啮合原理,建立了考虑中心距变化的齿面接触应力计算模型,并通过将该模型所得结果与有限元接触模型结果对比,验证所提出模型的准确性。此外,进一步研究了齿轮中心距变化对齿面接触应力的影响。研究结果表明:随着实际中心距的增大,本文模型结果与有限元模型结果的误差减小。随着齿轮中心距的增大,单齿对啮合区沿啮合线方向左移,齿面接触应力减小,但齿轮重合度也减小。因此,合理控制齿轮中心距变化对齿面接触性能的提升具有重要意义。

关键词：齿轮中心距接触应力制造/安装误差轴承径向间隙

硒化镍/硫化镍纳米复合材料的制备及其电化学储能性能

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硅酸盐学报 2024年第7期52卷 2216-2231页

作者：黄婷范金成谭子聪王志豪崔柯昕长沙理工大学材料科学与工程学院长沙410114

超级电容器以其充放电速度快、功率密度高、循环寿命长等优点得到了广泛应用。在超级电容器的结构中,电极材料决定着超级电容器的电化学储能性能,因此,开发高性能电极材料是提升超级电容器性能的关键。本工作主要是采用溶剂热和硒化的... 详细信息

超级电容器以其充放电速度快、功率密度高、循环寿命长等优点得到了广泛应用。在超级电容器的结构中,电极材料决定着超级电容器的电化学储能性能,因此,开发高性能电极材料是提升超级电容器性能的关键。本工作主要是采用溶剂热和硒化的方法在泡沫镍上合成硒化镍/硫化镍(Ni_(3)Se_(2)/Ni_(3)S_(2))纳米复合材料,并对其结构和电化学储能性能进行了系统的研究。在优化制备条件下,Ni_(3)Se_(2)/Ni_(3)S_(2)纳米复合材料比电容可达2482.00 m F·cm^(–2)(@1 m A·cm^(–2)),在10 m A·cm^(–2)电流密度下经过2000次充放电循环后,比电容保持率仍有68.45%,同时其库伦效率在97.20%~99.28%。组装的液体(6 mol/L KOH)Ni_(3)Se_(2)/Ni_(3)S_(2)//AC非对称超级电容器的比电容可达768.75 m F·cm^(–2)(@2.5 m A·cm^(–2))。组装的Ni_(3)Se_(2)/Ni_(3)S_(2)//AC固态非对称超级电容器比电容达983.57 m F·cm^(–2)(@7.5 m A·cm^(–2))。另外,本工作还研究了Ni_(3)Se_(2)/Ni_(3)S_(2)//AC固态电容器集成电路特征。

关键词：硒化镍/硫化镍纳米复合材料超级电容器电化学串联并联