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裂纹形态对SG夹层玻璃开裂后硬化效应的影响机制

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上海交通大学学报 2024年

作者：彭沈楠杨健王星尔陆敏铖朱禹翰上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海市公共建筑和基础设施数字化运维重点实验室

SG夹层热钢化玻璃在拉伸硬化效应作用下仍具有一定的后破坏强度，碎片密度和碎片分布等裂纹形态参数对其有显著影响。准确评估和预测夹层玻璃的开裂后性能是提高成本和性能综合效益的重要基础，但目前缺乏裂纹形态对夹层玻璃开裂后硬化... 详细信息

SG夹层热钢化玻璃在拉伸硬化效应作用下仍具有一定的后破坏强度，碎片密度和碎片分布等裂纹形态参数对其有显著影响。准确评估和预测夹层玻璃的开裂后性能是提高成本和性能综合效益的重要基础，但目前缺乏裂纹形态对夹层玻璃开裂后硬化效应及影响机制的研究。在本工作中，首先通过SG夹层玻璃随机裂纹拉伸试验，发现碎片密度通过影响应力路径对夹层玻璃的开裂后性能产生影响，抗拉强度和等效刚度随碎片密度增大分别呈线性和指数下降。随后，基于试验结果提出有效粘结区域假设并建立精细化有限元模型，实现对夹层玻璃开裂后抗拉性能的准确预测，并探讨了碎片层交错程度对夹层玻璃开裂后硬化效应的影响规律。

关键词：夹层热钢化玻璃 SG中间层开裂后硬化效应裂纹形态数值分析

基于滑移线法的黏土海床中浅基础固结承载力分析

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上海交通大学学报 2024年第7期58卷 1047-1056页

作者：李志坚廖晨聪张璐璐叶冠林上海交通大学海洋工程国家实验室上海200240 上海市公共建筑和基础设施数字化运维重点实验室上海200240

为评估海底浅基础服役过程的承载力时变规律,推导了预载作用下黏土海床完全固结后的不排水抗剪强度分布,利用滑移线法给出了应力特征线方程并求解出浅基础固结承载力,研究了预载比、土体不均匀性、有效内摩擦角和基础尺寸对浅基础固结... 详细信息

为评估海底浅基础服役过程的承载力时变规律,推导了预载作用下黏土海床完全固结后的不排水抗剪强度分布,利用滑移线法给出了应力特征线方程并求解出浅基础固结承载力,研究了预载比、土体不均匀性、有效内摩擦角和基础尺寸对浅基础固结承载力的影响.结果表明:浅基础固结承载力的相对增长幅度和预载比近似呈线性关系,由土体不均匀因子和有效内摩擦角共同决定,不受基础尺寸的影响.通过与水土耦合有限元分析结果进行比较,对所提方法的准确性进行了严格的验证,表明了该方法的有效性.最后,根据有限元结果分析了滑移线解的误差来源,发现孔压计算差异是导致固结承载力预测结果产生误差的主要原因.该滑移线解可快速准确地预估浅基础固结承载力的增长规律,为海底浅基础的优化设计提供重要参考.

关键词：黏土海床浅基础固结承载力滑移线法预载作用

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基于ECM和SGPR的高鲁棒性锂离子电池健康状态估计方法

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上海交通大学学报 2024年第5期58卷 747-759页

作者：崔显陈自强上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240

锂离子电池健康状态(SOH)的准确估计对于保障电池系统安全运行具有重要意义.针对传统SOH估计方法在可变工况下失效的问题,提出了一种基于等效电路模型和稀疏高斯过程回归的锂离子电池SOH在线估计方法.通过两个在线滤波器,在恒流充电过... 详细信息

锂离子电池健康状态(SOH)的准确估计对于保障电池系统安全运行具有重要意义.针对传统SOH估计方法在可变工况下失效的问题,提出了一种基于等效电路模型和稀疏高斯过程回归的锂离子电池SOH在线估计方法.通过两个在线滤波器,在恒流充电过程中动态地辨识了锂离子电池等效电路模型的各项参数,构建了工况不敏感的健康因子,结合稀疏高斯过程回归实现SOH的间接估计.该方法在多种工况下使用统一的信号处理方法和特征映射模型,兼具鲁棒性强和冗余度低的优点.实验结果表明,该方法在多种工况下的平均绝对误差不超过0.94%,均方根误差不超过1.12%,与现有方法相比,该方法在综合性能上具有显著优势.

关键词：锂离子电池健康状态健康因子粒子滤波稀疏高斯过程回归

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大直径水平受荷单桩的抗力组分分析及其应用

土木工程学报 2024年第8期57卷 72-82页

作者：王舸廖晨聪张璐璐林奖勤叶冠林张泽超上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240 上海市公共建筑和基础设施数字化运维重点实验室上海200240 中国长江三峡集团有限公司北京100038

现有海上风机单桩设计方法的改进主要从修正p-y曲线入手,较少涉及单桩抗力组分的研究。文章将大直径水平受荷单桩的桩-土相互作用分解为桩-土水平抗力p、侧壁摩阻力τz、基底水平摩阻力Fs、基底竖向抗力Fbot,建立含4类抗力弹簧的简化梁... 详细信息

现有海上风机单桩设计方法的改进主要从修正p-y曲线入手,较少涉及单桩抗力组分的研究。文章将大直径水平受荷单桩的桩-土相互作用分解为桩-土水平抗力p、侧壁摩阻力τz、基底水平摩阻力Fs、基底竖向抗力Fbot,建立含4类抗力弹簧的简化梁单元分析模型,通过三维有限元分析对工程试桩验算,提取各抗力弹簧的组分,明确大直径单桩的抗力组成和变化规律。结果表明,小长径比单桩的水平承载力主要由水平抗力(p-y抗力)控制,但侧壁摩阻力τz、基底水平摩阻力Fs不可忽略;大直径单桩变形模式由桩土相对刚度控制,长径比是影响单桩水平承载力组分变化的重要因素。在此基础上提出了p-y抗力组分曲线,并通过案例分析展示了修正单桩水平承载力的步骤和结果。

关键词：海上风电大直径单桩抗力组分桩-土相对刚度承载力修正

基于风浪环境联合概率的可移动式风电装备效能预报

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中国造船 2024年第1期65卷 133-145页

作者：兰一雄徐胜文刘晓雷汪学锋上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240

为了准确分析和评估可移动式风电装备的发电能力及其影响因素,针对5 MW级可移动式漂浮风机,在SIMA软件中建立了风机-浮体-推进器全耦合时域仿真模型,对风机和浮体的仿真模型进行验证和标定,开展系列风浪流联合作用以及不同移动状态下的... 详细信息

为了准确分析和评估可移动式风电装备的发电能力及其影响因素,针对5 MW级可移动式漂浮风机,在SIMA软件中建立了风机-浮体-推进器全耦合时域仿真模型,对风机和浮体的仿真模型进行验证和标定,开展系列风浪流联合作用以及不同移动状态下的时域仿真。基于风浪环境联合概率密度对可移动式漂浮风机的全年发电能力进行统计分析,发现可移动式漂浮风机的全年净发电功率期望值能达到常规锚泊式风机的70%。分析不同海况下风机所受的风浪流环境力,发现在推进器抵抗的环境力中风轮推力占主导。比较定点和随风移动作业状态下可移动式漂浮风机的发电能力,发现在移动状态下全年发电期望值提高了24%。

关键词：可移动式风电装备漂浮风机动力定位时域仿真全年发电期望值

拼合式带翼缘冷弯薄壁型钢十字形构件抗扭刚度试验研究

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建筑钢结构进展 2024年第5期26卷 84-92页

作者：白清夫宋振森缪其亮上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 上海市公共建筑和基础设施数字化运维重点实验室上海200240

拼合式带翼缘冷弯薄壁型钢十字形构件在轴心压力作用下的主要破坏形式为扭转失稳,其扭转失稳极限承载力取决于抗扭刚度,而拼合效应对构件抗扭刚度的影响没有明确的计算方法。为研究拼合式带翼缘十字形构件的抗扭性能及拼合效应对抗扭刚... 详细信息

拼合式带翼缘冷弯薄壁型钢十字形构件在轴心压力作用下的主要破坏形式为扭转失稳,其扭转失稳极限承载力取决于抗扭刚度,而拼合效应对构件抗扭刚度的影响没有明确的计算方法。为研究拼合式带翼缘十字形构件的抗扭性能及拼合效应对抗扭刚度的影响,对10个不同截面尺寸和拼合螺栓分布的带翼缘十字形冷弯薄壁构件进行了扭转试验,得到扭转全过程的扭矩-转角曲线和扭矩-应变曲线。设计了专用加载装置使构件在加载初期发生自由扭转,据此得到该拼合构件的自由扭转刚度。试验结果表明:减小螺栓间距能增强拼合效应,对于单列螺栓构件,螺栓间距的变化对拼合效应的影响更明显;拼合效应主要作用于构件的腹板,腹板尺寸增大,单位面积的螺栓数量减少,拼合效应对抗扭刚度的贡献相对减少;相较于非拼合构件,拼合构件抗扭刚度的提升可能是因为螺栓在一定程度上约束了相邻腹板的相对翘曲,提升程度可能与拼合节点间腹板的翘曲刚度有关。

关键词：扭转试验冷弯薄壁型钢十字形构件自由扭转刚度拼合效应

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水泥基结构电池：机制、影响因素及应用

复合材料学报 2024年

作者：谢文剑高皖扬胡南滔上海交通大学电子信息与电气工程学院海洋工程国家重点实验室上海交通大学上海市公共建筑和基础设施数字化运维重点实验室

结构储能一体化复合材料为结构与储能的融合发展提供了创新途径。将水泥基材料用作结构电解质，并与电极材料相结合，即可得到水泥基结构电池。本文系统总结了水泥基结构电池的研究进展，阐明了其导电机制和放电机制，并从电极和电解质... 详细信息

结构储能一体化复合材料为结构与储能的融合发展提供了创新途径。将水泥基材料用作结构电解质，并与电极材料相结合，即可得到水泥基结构电池。本文系统总结了水泥基结构电池的研究进展，阐明了其导电机制和放电机制，并从电极和电解质两个主要方面厘清了影响其电化学性能的关键因素。研究表明，该电池的电压可达1.5 V以上，体积比容量可达8.45×105mA·h·m-3，并具备充放电的能力。凭借其结构储能一体化特性，水泥基结构电池在绿色储能建筑、智能化混凝土和能量收集混凝土等领域具有应用潜力。最后，指出了目前存在的问题及未来的研究方向。

关键词：水泥基复合材料结构电池离子导电性电化学储能研究综述

正交异性钢桥面板横梁切口裂纹的Lamb波监测分析

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Journal of Southeast University(English Edition) 2024年第1期40卷 24-32页

作者：石林泽程斌向升赵启斌上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 上海交通大学上海市公共建筑和基础设施数字化运维重点实验室上海200240 RIKEN Center for Advanced Intelligence Project Saitama 351-0198Japan

为探究钢桥面板横梁切口裂纹的Lamb波技术监测效果,设计了2个钢桥面板足尺模型,通过循环加载使其横梁切口处发生疲劳开裂,利用Lamb波监测裂纹扩展情况,进而从波信号中提取标准化特征,用于评估裂纹扩展.建立并验证了钢桥面板有限元模型,... 详细信息

为探究钢桥面板横梁切口裂纹的Lamb波技术监测效果,设计了2个钢桥面板足尺模型,通过循环加载使其横梁切口处发生疲劳开裂,利用Lamb波监测裂纹扩展情况,进而从波信号中提取标准化特征,用于评估裂纹扩展.建立并验证了钢桥面板有限元模型,进行了裂纹长度、传感器位置等各种参数分析,以确定最佳传感器布置.试验结果表明:当裂纹扩展长度与波传播路径垂直时,标准化特征增大;当两者路径平行时,标准化特征减小.参数化分析结果确定了切口处裂纹监测的最佳传感器位置,建议在选定横梁切口区域,预先布置1个激励器和4个接收器,激励器位于距切口50 mm处,接收器位于距离切口50 mm处或距顶板50~100 mm处.

关键词：正交异性钢桥面板横梁切口疲劳裂纹 Lamb波监测传感器布置

自适应双稳态浮子式波浪能发电装置在不规则波中的能量捕获性能研究

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船舶力学 2024年第5期28卷 689-696页

作者：李扬张显涛肖龙飞上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 上海交通大学重庆研究院重庆401135

传统双稳态波能装置已被证实在规则波中可以通过添加“自适应”特性,来解决由阱内振荡引起的低能量吸收问题。本文以自适应双稳态浮子式波浪能发电装置为研究对象,探讨装置在不规则波中的能量捕获性能情况。通过四阶龙格库塔法数值求解... 详细信息

传统双稳态波能装置已被证实在规则波中可以通过添加“自适应”特性,来解决由阱内振荡引起的低能量吸收问题。本文以自适应双稳态浮子式波浪能发电装置为研究对象,探讨装置在不规则波中的能量捕获性能情况。通过四阶龙格库塔法数值求解装置的运动控制方程,探究在不同装置参数下,自适应双稳态浮子式波浪能发电装置和传统双稳态浮子式波浪能发电装置以及线性浮子式波浪能发电装置的能量捕获性能表现。结果表明,选取适当的装置参数可以使自适应双稳态浮子式波浪能发电装置显著提升能量捕获性能,而且与线性和常规双稳装置相比,更适应于实际海况中波浪能量捕获。

关键词：波浪能自适应双稳态能量捕获性能