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面向均匀损伤的RC框架结构抗震优化设计方法

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工程力学 2024年第4期41卷 210-221页

作者：吴山何浩祥兰炳稷北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室北京100124

RC框架结构在地震作用下多出现局部楼层损伤明显或抗力不足问题,通过对抗侧力构件性能的合理优化可实现各楼层损伤程度相近的设计效果,消除薄弱层,达到更为理想的均匀损伤分布模式。提出RC框架结构的均匀损伤设计方法,以各楼层损伤指数... 详细信息

RC框架结构在地震作用下多出现局部楼层损伤明显或抗力不足问题,通过对抗侧力构件性能的合理优化可实现各楼层损伤程度相近的设计效果,消除薄弱层,达到更为理想的均匀损伤分布模式。提出RC框架结构的均匀损伤设计方法,以各楼层损伤指数相等或相近为优化目标,各层框架柱配筋率为优化变量,通过智能算法与有限元平台协同计算技术,实现RC框架结构均匀损伤优化设计,并采用弹塑性时程分析和IDA方法对优化效果进行验证分析。结果表明,通过智能算法优化框架柱配筋方案可以有效调控结构各层损伤程度,不同地震波作用下结构最优配筋率分布是不完全相同的,并且框架柱的最优配筋率分布也未呈现明显的统计规律,但将不同地震波下优化结果的均值作为框架柱配筋方案可以提高结构抗震能力,该优化方法合理有效。

关键词：均匀损伤优化设计 RC框架智能算法易损性分析

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老化效应对涂层表面池沸腾传热性能的影响

原子能科学技术 2024年第1期58卷 93-102页

作者：钟达文廉学新史昊鹏韩昱程华北电力大学北京市非能动核能安全技术重点实验室北京102206

压力容器外部冷却(ERVC)是第三代压水堆核电站严重事故缓解策略的关键技术,其表面临界热流密度(CHF)决定了压力容器的完整性。为探究压力容器真实材料SA508钢表面老化对涂层表面CHF特性的影响,开展了SA508钢光表面和基于SA508钢的TC4钛... 详细信息

压力容器外部冷却(ERVC)是第三代压水堆核电站严重事故缓解策略的关键技术,其表面临界热流密度(CHF)决定了压力容器的完整性。为探究压力容器真实材料SA508钢表面老化对涂层表面CHF特性的影响,开展了SA508钢光表面和基于SA508钢的TC4钛合金多孔涂层表面在不同老化状态下的沸腾换热特性实验研究。结果表明:SA508钢光表面在水中会快速氧化,随着老化的加深,其CHF呈上升趋势,上升幅度在20%以内;CHF增强的原因在于SA508钢氧化生成了能改善表面润湿性的Fe3O4磁性微纳米颗粒层。随着氧化的加深,TC4涂层表面由超亲水特性变为疏水特性,基体SA508钢生成的氧化物易堵塞涂层孔隙,CHF呈恶化趋势。

关键词：相变传热涂层沸腾换热临界热流密度氧化

湿式连接装配式混凝土梁柱子结构连续倒塌的精细数值分析

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工程力学 2024年第S1期41卷 157-164页

作者：陈桂生程小卫李易北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室北京100124

为研究湿式连接预制装配式混凝土梁柱子结构的抗连续倒塌性能,采用LS-DYNA有限元软件对前期工作中的三个试件建立了精细化有限元模型。混凝土采用实体单元和CSCM材料模型模拟,钢筋采用梁单元和分段线性塑性材料模型模拟。在梁柱节点区1.... 详细信息

为研究湿式连接预制装配式混凝土梁柱子结构的抗连续倒塌性能,采用LS-DYNA有限元软件对前期工作中的三个试件建立了精细化有限元模型。混凝土采用实体单元和CSCM材料模型模拟,钢筋采用梁单元和分段线性塑性材料模型模拟。在梁柱节点区1.5倍梁高范围内考虑钢筋和混凝土的粘结滑移,利用LS-DYNA提供的单元失效功能模拟钢筋断裂和混凝土开裂。机械套筒连接模拟时考虑钢筋尺寸缩减,锚固板模拟按等面积法在梁柱节点建模内并利用关键字*CBIS定义接触防止穿透。数值模拟所得的承载力与试验之间的误差不超过15%,各试件的受力行为和破坏模式与试验一致。

关键词：装配式混凝土结构湿式连接连续倒塌精细有限元模型数值模拟

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混凝土内部受压力学性能试验与本构分析

振动．测试与诊断 2024年第1期44卷 135-141,202页

作者：何浩祥王峥程时涛高伟北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室北京100124

为了精准测量受压混凝土内部应力-应变关系,通过在丙烯酸树脂杆上布置电阻式应变片,测量得到混凝土试块内部应变,研发大量程微型土压力盒实现混凝土内部应力测量。将相关测试装置预埋在混凝土试块内部,完成混凝土试块单轴压缩试验,获得... 详细信息

为了精准测量受压混凝土内部应力-应变关系,通过在丙烯酸树脂杆上布置电阻式应变片,测量得到混凝土试块内部应变,研发大量程微型土压力盒实现混凝土内部应力测量。将相关测试装置预埋在混凝土试块内部,完成混凝土试块单轴压缩试验,获得精准的混凝土内部应力-应变关系数据。结果表明,混凝土内部本构模型相对于传统本构模型具有良好的延性,且峰值强度远高于传统本构模型。结合国内外几种具有代表性的混凝土本构方程对试验进行了有限元模拟,针对应力-应变曲线、峰值强度及峰值应变进行了对比分析。分析结果表明:实测的混凝土内部应力-应变曲线合理准确,相关测量方法具有良好的精度和可行性;基于我国规范模型的有限元模拟结果与试验结果吻合最好,可进一步推广使用。

关键词：混凝土内部应力-应变曲线本构模型传感器峰值强度峰值应变

悬吊多质量摆体系力学机理及减振性能试验研究

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振动与冲击 2024年第6期43卷 50-63页

作者：孙澔鼎何浩祥程扬张耀源曹青北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室北京100124

传统悬吊质量摆有悬吊单摆、串联式悬吊多摆和并联式悬吊多摆,这几种类型摆构造简单、机理明确,但调谐频带较窄,应用在低频率超高层结构下摆长过长、高频率高层结构下摆长过短,限制其在实际工程中的应用。为此,提出装有弹簧的串、并联... 详细信息

传统悬吊质量摆有悬吊单摆、串联式悬吊多摆和并联式悬吊多摆,这几种类型摆构造简单、机理明确,但调谐频带较窄,应用在低频率超高层结构下摆长过长、高频率高层结构下摆长过短,限制其在实际工程中的应用。为此,提出装有弹簧的串、并联式悬吊多摆结构,建立装有串、并联式悬吊多摆的结构体系动力学方程。为研究这两类悬吊摆的减振性能,通过数值模拟对比分析传统悬吊质量摆与装有弹簧的串、并联悬吊摆对受控结构的减振效果,并对受控结构与非受控结构进行一系列振动台试验,验证悬吊单摆、悬吊串、并联式无弹簧双摆、悬吊串、并联式弹簧双摆在传统地震动下以及四类场地地震动作用下对被控结构减振控制的有效性。数值模拟与振动台试验结果均表明,装有弹簧的串联式悬吊多摆减振效果最优,其具有增大调谐频带、实现多阶振型控制、灵活调节摆长的优点,适用于工程实际中。

关键词：调谐减振悬吊质量摆多摆多高层结构振动台试验结构控制

考虑非概率不确定性的复合材料壁板颤振可靠性优化方法

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振动工程学报 2024年第2期37卷 267-275页

作者：郑宇宁王一凡王淑玉刘晓华杨鑫鑫空间物理重点实验室北京100076

不确定因素普遍存在于气动弹性系统的优化设计中,但传统气动弹性优化设计技术并未考虑材料属性、大气环境、几何尺寸等不确定因素,存在最优化目标对设计参数变化敏感,也可能会发生预期之外的颤振失效。基于此,本文通过对传统优化模型中... 详细信息

不确定因素普遍存在于气动弹性系统的优化设计中,但传统气动弹性优化设计技术并未考虑材料属性、大气环境、几何尺寸等不确定因素,存在最优化目标对设计参数变化敏感,也可能会发生预期之外的颤振失效。基于此,本文通过对传统优化模型中目标函数的鲁棒性处理和对约束条件的可靠性处理,发展了计及可靠性与鲁棒性的区间优化模型,并将该优化模型应用于气动弹性系统的优化设计中。针对超声速气流下的复合材料层合板和蜂窝夹层板结构进行了考虑不确定性的颤振优化设计,在满足颤振约束指标的条件下,实现了结构减重的设计目标。

关键词：颤振复合材料壁板非概率鲁棒性优化设计

时变指向约束下姿态参数空间离散化路径规划方法

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宇航学报 2024年第3期45卷 352-365页

作者：朱哲徐瑞李朝玉朱圣英龙嘉腾朱雷北京理工大学深空探测技术研究所北京100081 深空自主导航与控制工信部重点实验室(北京理工大学) 北京100081 上海航天控制技术研究所上海201109

为满足深空探测器在复杂动态环境约束下的姿态机动任务需求,解决时变指向约束下姿态路径规划求解困难、路径优化性能差的问题,提出了一种基于修正罗德里格斯参数(MRP)和动态路径搜索的姿态参数空间离散化路径规划方法。通过MRP空间的笛... 详细信息

为满足深空探测器在复杂动态环境约束下的姿态机动任务需求,解决时变指向约束下姿态路径规划求解困难、路径优化性能差的问题,提出了一种基于修正罗德里格斯参数(MRP)和动态路径搜索的姿态参数空间离散化路径规划方法。通过MRP空间的笛卡尔网格划分和非奇异空间构建,实现航天器姿态的参数空间离散化和指向约束表征。考虑指向约束的时变动态特性,在三维动态空间中搜索初始到目标姿态的机动路径,并引入路径节点的时间特性,在约束冲突时对路径进行实时修正,设计非奇异空间时变约束路径搜索算法,生成执行路径节点序列。进一步,对生成的路径节点进行插值拟合,基于逆动力学方法计算角速度和控制力矩,完成姿态机动轨迹规划。仿真结果验证了该方法的有效性,可为深空探测器在时变指向约束下规划出姿态机动执行路径。

关键词：航天器姿态规划姿态参数离散化时变指向约束路径搜索算法

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无人机平台运动状态下节点间高精度时间同步

西安电子科技大学学报 2024年第3期51卷 19-29页

作者：陈聪段柏宇徐强潘文生马万治邵士海电子科技大学通信抗干扰全国重点实验室四川成都611731 电磁空间认知与智能控制技术实验室北京100089

节点间的时间同步是无人机集群资源调度、协同定位、数据融合的基础,在同步精度要求较高的场景中常用双向时间同步进行节点间的时间同步。然而无人机的相对运动会导致两次同步消息的传播时延不等,进而引起时间同步误差。针对该问题,首... 详细信息

节点间的时间同步是无人机集群资源调度、协同定位、数据融合的基础,在同步精度要求较高的场景中常用双向时间同步进行节点间的时间同步。然而无人机的相对运动会导致两次同步消息的传播时延不等,进而引起时间同步误差。针对该问题,首先从线性方程组求解角度分析了时间同步误差的产生原因,提出了一种利用双触发双向时间同步以增加方程个数、并在节点匀速运动前提下减少未知量个数的方法。然后推导了该方法下钟差的求解公式,结果表明钟差求解与节点的匀速运动速度无关。随后比较了在加性高斯白噪声信道中双触发式双向时间同步方法与现有运动补偿方法的钟差估计性能,并分析了时间戳处理时延和速度改变对钟差求解精度的影响。最后通过外场实验验证了双触发式双向时间同步的有效性。仿真及实验结果表明,相比于传统双向时间同步,双触发式双向时间同步不会因节点的匀速运动导致主从节点间的时间同步出现系统偏差。

关键词：无人机双向时间同步非对称传输时延线性方程组

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氯代烃污染场地微生物修复技术研究进展

地学前缘 2024年第2期31卷 157-172页

作者：郑嘉睿冷文鹏王佳佳智丽琴王硕李佳斌郭鹏魏文侠宋云北京市科学技术研究院、资源环境研究所、工业场地污染与修复北京市重点实验室北京100095

氯代烃(CAHs)是工农业生产中广泛应用的重要化工原料,其处置不当或意外泄漏使其成为土壤和地下水中最常检测出的有毒有害污染物之一,对人体和生态环境危害巨大。生物修复技术因具有绿色、经济、高效和无二次污染等优势,是氯代烃污染治... 详细信息

氯代烃(CAHs)是工农业生产中广泛应用的重要化工原料,其处置不当或意外泄漏使其成为土壤和地下水中最常检测出的有毒有害污染物之一,对人体和生态环境危害巨大。生物修复技术因具有绿色、经济、高效和无二次污染等优势,是氯代烃污染治理的理想技术手段。文章在分析CAHs的理化性质、在环境中的迁移特征和生物降解机制的基础上,对实验室小试、中试等不同规模的微生物修复研究实例、联合修复的进展和降解转化机制进行梳理,同时对CAHs污染生物修复技术的影响因素进行概述,最后,对CAHs污染微生物修复技术的研究进行展望,未来应在采用微孔芯片与极限稀释技术开展低丰度降解菌的挖掘与解析、研发太阳能加热生物原位修复等高效联合修复技术并分析修复效果影响因素等方面开展研究,以期为CAHs污染的高效、绿色治理提供技术支持。

关键词：氯代烃污染理化性质迁移转化生物降解机制生物修复技术