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钢筋螺旋肋灌浆套筒连接性能试验分析

哈尔滨工业大学学报 2024年

作者：魏嘉奇李明越姜洪斌哈尔滨工业大学土木工程学院结构工程灾变与控制教育部重点实验室(哈尔滨工业大学)

传统灌浆套筒制造过程繁琐、原材料成本高、且灌浆质量难以保证，限制了中国预制装配式建筑的推广。为促进建筑行业的经济、环保和高效发展，本课题组研发了一种新型钢筋灌浆套筒连接技术，采用了“滚压螺旋肋灌浆套筒”和“类宾汉流体... 详细信息

传统灌浆套筒制造过程繁琐、原材料成本高、且灌浆质量难以保证，限制了中国预制装配式建筑的推广。为促进建筑行业的经济、环保和高效发展，本课题组研发了一种新型钢筋灌浆套筒连接技术，采用了“滚压螺旋肋灌浆套筒”和“类宾汉流体灌浆料”，钢筋与灌浆料、灌浆料与套筒之间形成了更加紧密的机械锁合，显著提高了构件连接后的承载力。该技术具有成本低廉、施工简便、灌浆质量易于保证等优点。为了探究该连接体系下钢筋的最小锚固长度及钢筋对中对接与偏置对接在连接性能上的差异，通过对34个接头试件进行单向拉伸试验，分析了试件的破坏模式及各项结构性能指标。研究结果表明：钢筋在套筒内部偏置对接与对中对接在连接性能上差别不大；滚压套筒内的内凸肋显著增强了对灌浆料滑移的阻抗作用，可提供足够的黏结锚固以达到连接性能要求。初步结果显示，在该连接方式下钢筋的最小锚固长度可采用10倍钢筋直径，并采用偏置对接方式。

关键词：螺旋肋灌浆套筒钢筋偏置对接单拉试验锚固长度黏结强度

TiAlNb合金瓦楞板电流辅助辊压成形研究

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塑性工程学报 2024年 100-105页

作者：赵杰陈泽宇刘钢哈尔滨工业大学金属精密热加工国家级重点实验室哈尔滨工业大学流体高压成形技术研究所

目前采用辊弯-热校形复合工艺制备Ti2AlNb合金瓦楞板存在工艺周期长、能耗高、构件易氧化及易回弹等缺陷的问题,提出了Ti2AlNb合金瓦楞板电流辅助辊压成形工艺,通过有限元数值模拟分析了Ti2AlNb合金瓦楞板成形及电流密度场演化规律。结... 详细信息

目前采用辊弯-热校形复合工艺制备Ti2AlNb合金瓦楞板存在工艺周期长、能耗高、构件易氧化及易回弹等缺陷的问题,提出了Ti2AlNb合金瓦楞板电流辅助辊压成形工艺,通过有限元数值模拟分析了Ti2AlNb合金瓦楞板成形及电流密度场演化规律。结果表明,瓦楞板变形主要分布在辊弯成形位置,且辊压前角的应变略高于后角。辊弯成形位置的电流密度与辊轮接触状态相关,在整个成形周期内,其电流密度先增加后减小。电流辅助辊压成形利用电迁移效应可显著抑制瓦楞板的回弹缺陷,瓦楞板的成形角度由125.53°降低为120.07°。

关键词： Ti AlNb合金瓦楞板电流辅助辊压成形

基于负载口独立的液压式波浪能转换器捕获性能研究

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机械工程学报 2024年第6期60卷 386-397页

作者：刘常海赵志学胡敏燕浩杨庆俊包钢曾亿山合肥工业大学机械工程学院合肥230009 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027 哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001

为提高液压式波浪能转换装置的运行特性,提出一种基于负载口独立的液压式波浪能提能系统。以筏式波浪能转换装置为例,建立浮子水动力模型和非线性液压提能系统数学模型,结合实际海域波浪的特点,在不规则波下对其动力响应进行研究,探究... 详细信息

为提高液压式波浪能转换装置的运行特性,提出一种基于负载口独立的液压式波浪能提能系统。以筏式波浪能转换装置为例,建立浮子水动力模型和非线性液压提能系统数学模型,结合实际海域波浪的特点,在不规则波下对其动力响应进行研究,探究不规则波浪参数和液压提能系统参数对装置捕获性能的影响规律。结果表明,基于负载口独立的液压式波浪能提能系统,可较大程度地提高装置的捕获性能;在同一峰值波浪周期下,有义波高越大装置的捕获宽度比越大;在同一有义波高下,随着峰值波浪周期的增大,捕获宽度比先增大后减小;随着液压缸活塞面积、液压缸铰接距离和发电机等效阻尼系数的增大,捕获宽度比增大;随着液压缸活塞杆面积与活塞面积比、液压马达排量的增大,捕获宽度比减小;高压蓄能器预充气压力对捕获宽度比几乎无影响,高压蓄能器初始体积越大,捕获宽度比略减小。

关键词：负载口独立液压系统波浪能提能系统捕获性能

Ti_(2)AlNb合金瓦楞板电流辅助辊压成形研究

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塑性工程学报 2024年第7期31卷 100-105页

作者：赵杰陈泽宇刘钢哈尔滨工业大学金属精密热加工国家级重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学流体高压成形技术研究所黑龙江哈尔滨150001

目前采用辊弯-热校形复合工艺制备Ti_(2)AlNb合金瓦楞板存在工艺周期长、能耗高、构件易氧化及易回弹等缺陷的问题,提出了Ti_(2)AlNb合金瓦楞板电流辅助辊压成形工艺,通过有限元数值模拟分析了Ti_(2)AlNb合金瓦楞板成形及电流密度场演... 详细信息

目前采用辊弯-热校形复合工艺制备Ti_(2)AlNb合金瓦楞板存在工艺周期长、能耗高、构件易氧化及易回弹等缺陷的问题,提出了Ti_(2)AlNb合金瓦楞板电流辅助辊压成形工艺,通过有限元数值模拟分析了Ti_(2)AlNb合金瓦楞板成形及电流密度场演化规律。结果表明,瓦楞板变形主要分布在辊弯成形位置,且辊压前角的应变略高于后角。辊弯成形位置的电流密度与辊轮接触状态相关,在整个成形周期内,其电流密度先增加后减小。电流辅助辊压成形利用电迁移效应可显著抑制瓦楞板的回弹缺陷,瓦楞板的成形角度由125.53°降低为120.07°。

关键词： Ti_(2)AlNb合金瓦楞板电流辅助辊压成形

耐张型悬索支撑输电结构风振非线性有限元分析

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振动与冲击 2024年第2期43卷 71-78,290页

作者：李正良王邦杰王涛重庆大学土木工程学院重庆400045 重庆大学风工程及风资源利用重庆市重点实验室重庆400045 哈尔滨工业大学交通科学与工程学院哈尔滨150040 哈尔滨工业大学重庆研究院重庆401151

耐张型悬索支撑输电结构是一类适用于山地地形的新型输电结构,其主要受风荷载控制。为此,该研究发展了该输电结构风振非线性有限元分析模型并开展了结构风振响应分析。考虑结构的几何非线性,通过单元应变能与位移的关系推导了支撑悬索... 详细信息

耐张型悬索支撑输电结构是一类适用于山地地形的新型输电结构,其主要受风荷载控制。为此,该研究发展了该输电结构风振非线性有限元分析模型并开展了结构风振响应分析。考虑结构的几何非线性,通过单元应变能与位移的关系推导了支撑悬索和输电线的三维杆单元切线刚度矩阵;给出了支撑悬索和输电线的单元质量矩阵、阻尼矩阵以及由风荷载等效而得的单元节点荷载向量;基于非线性有限元理论,建立了耐张型悬索支撑输电结构风振非线性动力方程,并采用了结合Newton-Raphson迭代法的Newmark-β法求解非线性动力方程;通过所建立的动力学分析模型对两跨耐张型悬索支撑输电结构进行了风致非线性振动分析。算例分析结果表明:①提出的模型具有较好的计算精度和较高的计算效率;②悬索支撑导线部分的低阶固有频率比悬索支撑地线部分的低阶固有频率更低;③该输电结构的输电线位移响应受风荷载影响较大;④输电线侧向位移和支撑悬索张力受风速和风向角影响均较显著。

关键词：输电结构悬索支撑风致振动非线性有限元

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基于卷积神经网络的地面尾喷焰流场预测

力学学报 2024年第4期56卷 980-990页

作者：闫盼盼牛青林高文强董士奎中北大学机电工程学院太原030051 哈尔滨工业大学工信部空天热物理重点实验室哈尔滨150001

针对采用传统计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)方法计算火箭发动机尾喷焰耗时较大的问题,提出了一种基于卷积神经网络方法的地面尾喷焰反应流场智能预测模型,用于实时、快速生成典型发动机型谱参数条件下的高精度喷焰... 详细信息

针对采用传统计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)方法计算火箭发动机尾喷焰耗时较大的问题,提出了一种基于卷积神经网络方法的地面尾喷焰反应流场智能预测模型,用于实时、快速生成典型发动机型谱参数条件下的高精度喷焰流场结果.以固体弹道评估发动机(ballistic evaluation motor Ⅱ, BEM-Ⅱ)为研究对象,在一定发动机型谱参数范围内采用拉丁超立方抽样方法抽选样本空间,将基于CFD方法计算的40个尾喷焰稳态流场样本作为模型训练数据集.采用编码器-解码器结构,引入并行解码器、反卷积层和瓶颈层,使模型能够在数量较少的样本下取得良好的训练效果.采用试车实验数值结果验证和评估了不同欠膨胀状态下尾喷焰流场智能预测模型CNN-PLUME的预测性能.结果表明:建立的尾喷焰智能预测模型回归系数接近于1,模型鲁棒性强;可实时生成尾喷焰反应流场结果,模型效率高;喷焰流场预测结果与试验校核数据高度一致,模型预测精度高;在不同欠膨胀状态下尾喷焰流场最大误差为14.17%,模型泛化能力较强.该模型可为地面试车尾喷焰流场规律以及发动机型谱参数设计提供方法支撑.

关键词：固体火箭发动机尾喷焰卷积神经网络智能预测复燃

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接触问题的三角形载荷离散FFT加速算法

重庆大学学报 2024年第2期47卷 95-105页

作者：陈楠朱凯蒋志桢龚诗雨李璞金晓清重庆大学航空航天学院重庆400044 重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 哈尔滨工业大学理学院广东深圳518055

接触问题控制方程的有效求解,往往涉及到复杂的数学理论知识,而在实际工程应用中,接触应力分布又具有高度随机性。为高效快速求解任意载荷分布下固体的接触响应,基于三角形载荷离散单元,嵌入离散卷积快速傅里叶变换(DC-FFT)算法,提供了... 详细信息

接触问题控制方程的有效求解,往往涉及到复杂的数学理论知识,而在实际工程应用中,接触应力分布又具有高度随机性。为高效快速求解任意载荷分布下固体的接触响应,基于三角形载荷离散单元,嵌入离散卷积快速傅里叶变换(DC-FFT)算法,提供了一种高精度、高可靠度的计算方法。相比于通常采用的分段均布载荷离散方法,三角形单元的解析求解略显复杂,但能更好地模拟接触载荷任意分布的特性,对于接触边缘处载荷由零递增或递减为零的情况,也可以予以充分考虑。为优化三角形载荷离散单元的求解方法,根据接触影响系数矩阵的“激励-响应”特性,推导了三角形载荷单元和均布载荷单元作用下的应力分量解析解。通过构造包含影响系数矩阵的离散卷积形式应力解,将某一目标节点在所有载荷单元作用下,重复度极高的矩阵运算叠加过程,采用DC-FFT算法来简化加速计算。通过程序编程计算,分析验证了所提出算法的精确度和高效性。

关键词：三角形单元接触应力 DC-FFT 数值解应力场

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加速方式对径向滑动轴承启停过程的影响

轴承 2024年第2期 9-17页

作者：崔淑慧闫文民刘奇古乐北京航天控制仪器研究所北京100143 哈尔滨工业大学航空航天轴承技术及装备工信部重点实验室哈尔滨150001

建立考虑表面粗糙峰接触和流体动压共同作用的混合润滑模型,研究流体动压径向滑动轴承在不同加速方式下的启停行为。求解了启停过程的瞬态油膜力、粗糙峰接触力、最大油膜压力和平均最小油膜厚度,得到了启停过程的轴心轨迹及轴颈与轴瓦... 详细信息

建立考虑表面粗糙峰接触和流体动压共同作用的混合润滑模型,研究流体动压径向滑动轴承在不同加速方式下的启停行为。求解了启停过程的瞬态油膜力、粗糙峰接触力、最大油膜压力和平均最小油膜厚度,得到了启停过程的轴心轨迹及轴颈与轴瓦表面接触时间、启动速度、摩擦力矩和摩擦功耗的变化规律,结果表明:不同加速方式对启动过程中轴承瞬态油膜力、平均最小油膜厚度、接触行为、摩擦功耗和摩擦力矩有较大影响,对轴心轨迹有一定影响,而对最大油膜压力峰值影响较小;相比启动过程,停机过程中时间项引起的挤压效应明显,加速方式对停机过程中各项瞬态参数的影响较小。

关键词：径向滑动轴承瞬态承载力轴心轨迹最小油膜厚度摩擦力矩挤压效应

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基于DEM-PPM方法非球形颗粒的流动特性

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化工进展 2024年

作者：陈巨辉张谦李丹李魏康陈轲周欢 CHIZHIK Sergey 哈尔滨理工大学机械动力工程学院哈尔滨工业大学机电工程学院黑龙江省海空装备齿轮传动联合实验室

将颗粒形状简化为球形进行模拟会导致模拟与实际情况相差较大，多面体法（Polyhedral Particle Method， PPM）能够提供更准确的几何表示和碰撞检测，基于离散单元法（Discrete Element Method， DEM）耦合PPM法对非球形颗粒建模，结合... 详细信息

将颗粒形状简化为球形进行模拟会导致模拟与实际情况相差较大，多面体法（Polyhedral Particle Method， PPM）能够提供更准确的几何表示和碰撞检测，基于离散单元法（Discrete Element Method， DEM）耦合PPM法对非球形颗粒建模，结合非球形Ganser曳力系数耦合Di Felice曳力模型，采用适用于非球形颗粒的Di Felice-Ganser曳力模型。基于DEM-PPM方法模拟非球形颗粒在鼓泡流化床内的流动并分析其运动特性。对比非球形颗粒与球形颗粒在流化床中的运动过程，得到非球形颗粒和球形颗粒的颗粒数量、颗粒速度及颗粒旋转速度的分布，并计算各时刻的Lacey混合指数。结果表明，圆柱颗粒床层高度大于球形颗粒的床层高度，且圆柱颗粒的旋转速度远高于球形颗粒旋转速度。在球形颗粒的运动过程中，颗粒分布较为均匀，而在圆柱颗粒的运动过程中，颗粒更易于聚集。随着流化床高度的增加，圆柱颗粒的速度和旋转速度逐渐增大。圆柱颗粒在两侧分布较多，且两侧颗粒具有较大的速度与旋转速度。流化床中各层圆柱颗粒数量到达一定数量造成颗粒堆积后，随着颗粒数量的增加，颗粒速度和颗粒旋转速度减小，颗粒所受曳力增大。气泡的产生和破碎会促进圆柱颗粒混合，圆柱颗粒在流化床内混合效果较好。

关键词：多面体法非球形颗粒离散单元法鼓泡流化床数值模拟