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基于共线混频的粘接界面固化非线性超声评价

振动与冲击 2022年第9期41卷 260-266页

作者：苑博税国双汪越胜北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 天津大学机械工程学院天津300350

共线混频法是一种非常有效的非线性超声检测方法。该方法利用两列波在介质中的非线性相互作用特性,实现对材料力学性能的无损检测与评价;首先利用有限元软件ABAQUS,对粘接胶层中含随机分布微裂纹的模型进行共线混频数值模拟,得到共振波... 详细信息

共线混频法是一种非常有效的非线性超声检测方法。该方法利用两列波在介质中的非线性相互作用特性,实现对材料力学性能的无损检测与评价;首先利用有限元软件ABAQUS,对粘接胶层中含随机分布微裂纹的模型进行共线混频数值模拟,得到共振波幅值随胶层微裂纹数的变化情况,随后以6061铝合金/改性丙烯酸酯胶/6061铝合金粘接试件为研究对象,采用共线横波和纵波混频检测技术,试验研究共振波幅值随粘接界面固化时间的变化情况。结果表明:共振波幅值与粘接胶层中随机分布的裂纹数、粘接试件的固化时间之间存在内在联系;随着裂纹数的增加,共振波幅值不断减小;随着固化时间的增加,共振波幅值不断增大,直到固化完成共振波幅值趋于稳定;因此,利用共线混频技术可实现对粘接界面固化过程的有效监测和评价。

关键词：粘接固化共线混频非线性超声无损检测与评价

反平面波在一维液体饱和多孔声子晶体中的传播特性

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振动与冲击 2022年第9期41卷 283-289页

作者：张书燕王艳锋北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 天津大学机械工程学院天津300350

基于Biot理论和Bloch理论,研究了反平面波在一维液体饱和多孔声子晶体中的传播特性。求解液体饱和多孔介质中反平面波的波动方程;利用界面应力-位移连续条件得到了相邻单胞的传递矩阵,将传递矩阵和Bloch理论相结合计算了单胞的复能带结... 详细信息

基于Biot理论和Bloch理论,研究了反平面波在一维液体饱和多孔声子晶体中的传播特性。求解液体饱和多孔介质中反平面波的波动方程;利用界面应力-位移连续条件得到了相邻单胞的传递矩阵,将传递矩阵和Bloch理论相结合计算了单胞的复能带结构;并且利用刚度矩阵法计算声子晶体的响应谱。分析了液体黏度系数、孔隙率和材料组分比对反平面波传播特性的影响。结果表明:随着黏度系数的增大,复能带的虚部先增大后减小,相应的传输先减弱后增强,复能带的实部在布里渊区边界处先变光滑后又变尖角。这些现象与黏性对快纵波的影响是一致的;随着孔隙率的增大,两种多孔介质的密度差变大,导致带隙变宽,带隙内的衰减增强;与快纵波不同的是高频通带对应的虚部仍然为零,这是由于反平面波和慢纵波之间不会发生相互作用;减小材料组分比发现第一条带隙变宽,带隙内的衰减增强,然而第二条带隙先变宽再变窄,带隙内的衰减先增强后减弱。估算的带隙中心频率值和数值结果基本一致。

关键词：声子晶体液体饱和多孔介质反平面波传递矩阵法刚度矩阵法

分数阶热弹性理论下中空黏弹性圆柱热弹耦合动力响应

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振动与冲击 2022年第22期41卷 152-159,201页

作者：郭颖熊春宝虞跨海梁斌河南科技大学土木工程学院河南洛阳471023 天津大学建筑工程学院天津300072

基于Ezzat型分数阶广义热弹性理论,引入Kelvin-Voigt黏弹性模型建立了黏弹性中空圆柱热弹耦合动力模型,探讨了黏弹性中空圆柱热弹耦合问题。中空圆柱体内外表面均有一定约束,且在其外表面处施加热冲击作用。给出Ezzat型分数阶双相滞后... 详细信息

基于Ezzat型分数阶广义热弹性理论,引入Kelvin-Voigt黏弹性模型建立了黏弹性中空圆柱热弹耦合动力模型,探讨了黏弹性中空圆柱热弹耦合问题。中空圆柱体内外表面均有一定约束,且在其外表面处施加热冲击作用。给出Ezzat型分数阶双相滞后广义热弹性理论下问题的控制方程,结合Laplace变换和数值反变换技术对控制方程进行求解,最终得到中空圆柱中无量纲位移、温度、径向应力和环向应力的分布规律,并分析了黏弹性松弛时间因子和分数阶系数对各物理量的影响。结果表明:黏弹性松弛时间因子对于无量纲温度外的所有物理量均有明显影响,但对径向应力和环向应力的影响更为明显;分数阶系数对于所有物理量均有明显影响,在曲线峰值或谷值处影响最显著。

关键词：分数阶广义热弹性 Kelvin-Voigt黏弹性 Laplace变换热冲击

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波纹钢板剪力墙结构的抗侧性能分析

天津大学学报(自然科学与工程技术版) 2016年第S1期49卷 152-160页

作者：赵秋红李楠孙军浩天津大学建筑工程学院

利用有限元分析软件ABAQUS,对16个单层波纹钢板剪力墙结构进行弹性屈曲分析和非线性推覆分析,研究其在侧向荷载作用下的工作机理和抗侧性能,并探究了波纹几何参数对波纹钢板剪力墙结构屈曲性能和抗侧性能的影响规律.研究结果表明:与平... 详细信息

利用有限元分析软件ABAQUS,对16个单层波纹钢板剪力墙结构进行弹性屈曲分析和非线性推覆分析,研究其在侧向荷载作用下的工作机理和抗侧性能,并探究了波纹几何参数对波纹钢板剪力墙结构屈曲性能和抗侧性能的影响规律.研究结果表明:与平钢板剪力墙相比,波纹钢板剪力墙具有较高的弹性屈曲临界荷载以及抵抗竖向荷载的能力,同时也具有良好的抗侧性能;随着宽高比的增加、高厚比的降低,波纹钢板剪力墙的初始抗侧刚度和极限承载力均提高;随着波纹钢板波幅的增加,极限承载力增大,初始抗侧刚度的变化较小;波纹钢板波长的增加对极限承载力以及初始抗侧刚度的影响均较小.

关键词：波纹钢板剪力墙多高层钢结构建筑抗侧力结构体系抗侧性能非线性推覆分析

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偏高岭土在白色硅酸盐水泥混凝土中的效应

混凝土 2022年第6期 185-188,192页

作者：杨佳澎天津大学建筑工程学院天津300072

研究了偏高岭土取代量对白色硅酸盐水泥混凝土性能的影响,测试了白色硅酸盐水泥标准稠度、凝结时间、胶砂强度以及白色硅酸盐水泥混凝土的坍落度和抗压强度,并同硅灰进行对比。采用扫面电子显微镜(SEM)对白色硅酸盐水泥胶砂试件进行了... 详细信息

研究了偏高岭土取代量对白色硅酸盐水泥混凝土性能的影响,测试了白色硅酸盐水泥标准稠度、凝结时间、胶砂强度以及白色硅酸盐水泥混凝土的坍落度和抗压强度,并同硅灰进行对比。采用扫面电子显微镜(SEM)对白色硅酸盐水泥胶砂试件进行了微观形貌分析。试验结果表明:偏高岭土提高了白色硅酸盐水泥的标准稠度,缩短了凝结时间。适量的偏高岭土可以提高白色硅酸盐水泥胶砂强度。偏高岭土取代量10%时,白色硅酸盐水泥3、7、28 d抗压强分别提高了5.2%、9.6%、6.0%。偏高岭土中的活性SiO_(2)和Al_(2)O_(3)能够消耗氢氧化钙,生成C-S-H凝胶,增强水化产物与骨料间的黏结力。偏高岭土对白色硅酸盐水泥混凝土的流动性有不利影响,但有益于力学性能的发展。与硅灰相比,偏高岭土对白色硅酸盐水泥混凝土早期抗压强度更有利。

关键词：偏高岭土白色硅酸盐水泥凝结时间强度混凝土

覆水饱和双相介质圆弧场地P波激励下散射问题的理论解

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计算力学学报 2021年第2期38卷 206-214页

作者：柳国环黄伟纬李鑫洋天津大学建筑工程学院天津300350

采用波函数展开法对平面P波入射复杂水域地形的空间变异性地震动场进行研究,该水域地形具有覆水层、饱和双相介质、场地非平坦以及第二类分层(场地跨越分层界面)等属性。首先,依据地震波反射和透射特性推导直角坐标系下的自由波场分布;... 详细信息

采用波函数展开法对平面P波入射复杂水域地形的空间变异性地震动场进行研究,该水域地形具有覆水层、饱和双相介质、场地非平坦以及第二类分层(场地跨越分层界面)等属性。首先,依据地震波反射和透射特性推导直角坐标系下的自由波场分布;然后,根据场地属性并引入大圆弧法分析极坐标系下的含有待定系数的散射波场;进而,结合土-水分界面和饱和土层分界面边界条件,求解散射波场中的待定系数;最后,通过自由波场和散射波场得到覆水饱和双相介质圆弧场地波函数理论解。基于理论解,通过算例验证了理论推导的合理性及可靠性,分析了地表位移在不同入射条件下的差异性。结果表明,相对于均匀介质,饱和双相介质会显著影响地表位移分布。此外,入射波频率和角度对地震地面运动特性也有较大的影响。

关键词：地震动理论解波函数展开法平面P波饱和双相介质

基于稀疏过零点信息的抗幅值失真时延估计方法

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2022年第2期55卷 211-220页

作者：唐俊汪照白宇田天津大学建筑工程学院天津300072 天津大学港口与海洋工程天津市重点实验室天津300350

基于时延估计的TDOA方法广泛地应用于声学定位技术中,应用时引入的干扰会导致一定程度的幅值失真,从而影响时延估计的准确与稳定性.文中分析了不同干扰因素带来的影响,进而针对幅值失真问题,提出了一种新的基于信号过零点信息进行时延... 详细信息

基于时延估计的TDOA方法广泛地应用于声学定位技术中,应用时引入的干扰会导致一定程度的幅值失真,从而影响时延估计的准确与稳定性.文中分析了不同干扰因素带来的影响,进而针对幅值失真问题,提出了一种新的基于信号过零点信息进行时延估计方法.该方法对需要进行时延估计的两路信号进行幅值归一化处理,得到仅含0、1两种特征值的稀疏化信号,在一定范围内将稀疏化信号错位相减得到误差系数函数,通过索引误差系数函数的最小值求得通道时延估计值.为了验证该方法的有效性,分别进行了数值模拟、耦合腔实验与室内混响定位实验,实验中采用广义互相关(GCC)时延估计方法作为对比,结果表明:对于模拟信号和耦合腔标准声源生成信号,该方法均有较好的抗干扰能力,在信噪比为-5 dB时依然可以准确进行时延估计计算;与GCC方法相比,可用于极端条件如信号削波时的时延估计;在低采样率实验中,该方法较GCC方法受采样率降低影响小,在低采样率的条件下依然保留一定时延估计能力;在室内混响条件下的近距离声源定位实验中,该方法受声源距离、混响影响小,并且较GCC方法具备更强的抗突发干扰能力.文中所提出的方法能很好地抑制信号削波、低采样率、混响干扰等因素导致的幅值失真带来的影响,提升复杂环境下时延估计的精度与稳定性,面对突发干扰也表现出了更好的抗干扰能力.同时该方法设计简单、计算量较小,可满足对数据实时处理的需求.

关键词：时延估计声学定位幅值失真过零点信息室内混响

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半平行钢丝束对称断丝理论模型

天津大学学报(自然科学与工程技术版) 2016年第S1期49卷 34-40页

作者：王霄翔余玉洁闫星宇天津大学建筑工程学院

针对半平行钢丝束内部断丝问题,提出了一整套考虑接触挤压传递规律和钢丝间摩擦效应的对称断丝计算理论模型.并依据半平行钢丝束内钢丝的排列和截面收缩规律,得到了拉索内部任意位置钢丝的轴力系数,以及内部钢丝之间挤压力传递规则.采... 详细信息

针对半平行钢丝束内部断丝问题,提出了一整套考虑接触挤压传递规律和钢丝间摩擦效应的对称断丝计算理论模型.并依据半平行钢丝束内钢丝的排列和截面收缩规律,得到了拉索内部任意位置钢丝的轴力系数,以及内部钢丝之间挤压力传递规则.采用迭代法计算断丝周圈摩阻力及断丝内力变化,并沿钢丝逐步积分计算了断丝轴力恢复长度.采用该对称断丝理论模型分析了断丝及周圈钢丝内力重分布规律以及不同断丝参数下断丝轴力恢复长度的变化规律.研究成果提供了一种半平行钢丝束断丝效应的研究新方法.

关键词：半平行钢丝束轴力系数挤压力传递接触摩阻力恢复长度

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黏土中桩靴底部吸附力产生机理研究

海洋工程 2022年第5期40卷 57-67页

作者：闫国斌潘池李飒尹蒋松李婷婷天津大学建筑工程学院岩土所天津300350

在海洋工程中,移动钻井平台在作业结束后需要转场时,经常会遇到拔桩困难的问题,桩靴底部的吸附力是上拔力的重要组成部分,明确其产生机理及发展规律对于上拔力计算与缓解上拔困难问题有重要意义。通过室内模型试验研究了黏土中桩靴底部... 详细信息

在海洋工程中,移动钻井平台在作业结束后需要转场时,经常会遇到拔桩困难的问题,桩靴底部的吸附力是上拔力的重要组成部分,明确其产生机理及发展规律对于上拔力计算与缓解上拔困难问题有重要意义。通过室内模型试验研究了黏土中桩靴底部真空度对桩靴吸附力产生机理的影响,试验结果表明,桩靴底部真空度的变化对上拔力的影响显著,而桩靴贯入深度和上拔速率会对真空度产生影响。当真空度达到峰值时,桩靴底部吸附力与上拔力几乎同时达到峰值,因此可以通过减小桩靴底部真空度的措施来减小上拔力。根据试验结果,提出了运用真空吸盘理论来计算桩靴底部吸附力的计算公式。所述吸附力计算方法与试验结果进行对比,其误差较小,对工程实践具有一定的参考意义。

关键词：桩靴黏土真空吸盘真空度吸附力