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基于Gissmo失效准则的DP590双相钢和热成形钢的断裂特性研究

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塑性工程学报 2024年第2期31卷 163-172页

作者：朱建琳王超超王秋月河北建筑工程学院土木工程学院河北张家口075000

首先对车身上常用的DP590双相钢和热成形钢进行了6种不同应力三轴度下的试验研究,获取了材料的基本力学特性。使用Ludwike硬化模型获取了材料颈缩后的真实塑性应力-真实塑性应变曲线,并通过对比颈缩较小的纯剪切工况仿真模拟结果与试验... 详细信息

首先对车身上常用的DP590双相钢和热成形钢进行了6种不同应力三轴度下的试验研究,获取了材料的基本力学特性。使用Ludwike硬化模型获取了材料颈缩后的真实塑性应力-真实塑性应变曲线,并通过对比颈缩较小的纯剪切工况仿真模拟结果与试验结果验证了外插曲线的正确性。通过仿真逆向优化的方式,使用LS-OPT软件获取了可以描述材料非线性损伤的Gissmo失效模型参数。为快速准确地获取模型参数,提出了一种获取待优化参数初始值并采用不同应力三轴度区间开展模型系数优化的方法。最后,开展了未参与优化的60°拉剪和R 6缺口工况的仿真模拟,仿真结果与试验结果一致,从而验证了模型参数的正确性。

关键词： DP590双相钢热成形钢断裂模型 Gissmo

基于应变片法的非平行多裂纹相互作用及起裂机理

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第5期34卷 1655-1668页

作者：沈晴晴黄典一饶秋华易威孙栋良李卓中南大学土木工程学院长沙410075 湖南工学院土木与建筑工程学院衡阳421002

通过计算3条非平行斜裂纹的最大应力强度因子KⅠ,kmax(θ)和KⅡ,kmax(θ),揭示其相互作用机理,并采用多裂纹起裂准则预测非平行多裂纹的起裂参数。对含3条非平行斜裂纹的红砂岩试样开展单轴压缩试验,采用应变片测量方法监测裂纹尖端附... 详细信息

通过计算3条非平行斜裂纹的最大应力强度因子KⅠ,kmax(θ)和KⅡ,kmax(θ),揭示其相互作用机理,并采用多裂纹起裂准则预测非平行多裂纹的起裂参数。对含3条非平行斜裂纹的红砂岩试样开展单轴压缩试验,采用应变片测量方法监测裂纹尖端附近的应变,以确定裂纹起裂顺序。结果表明:裂缝相对倾角的变化对破坏轨迹影响不大且多裂纹尖端很少同时起裂。单轴压缩下含3条非平行斜裂纹红砂岩试件破坏形式可分为两种:翼裂纹贯通和翼裂纹-次生裂纹贯通。断裂机理均为Ⅰ型(拉伸)起裂。预测结果与试验结果吻合较好,验证了理论结果的有效性。

关键词：非平行多裂纹相互作用机理起裂机理应变片法

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热带海岛典型地貌风场特性的无人机实测

太阳能学报 2024年第2期45卷 116-126页

作者：黄斌王文想李昊刘金轲潘月月董金爽海南大学土木建筑工程学院海口570228 潍坊学院建筑工程学院潍坊261061

利用双无人机测风系统实测海岛三类典型场地的风场特性,并与多国风荷载规范对比。结果表明,近海岸、低矮温室基地、多高层建筑群实测风剖面分别与中国规范A类、日本规范Ⅲ类、美国规范B类剖面较吻合。近海岸湍流强度小于各国规范,低矮... 详细信息

利用双无人机测风系统实测海岛三类典型场地的风场特性,并与多国风荷载规范对比。结果表明,近海岸、低矮温室基地、多高层建筑群实测风剖面分别与中国规范A类、日本规范Ⅲ类、美国规范B类剖面较吻合。近海岸湍流强度小于各国规范,低矮温室、多高层建筑群实测值分别与日本规范Ⅲ类、Ⅳ类场地值较吻合。阵风因子随粗糙度、湍流强度提高而增大,近海岸、多高层建筑群阵风因子与湍流强度相关性分别接近Ishizaki、Cao建议模型。实测积分尺度随高度而增大,随粗糙度而减小,提出热带海岛典型地貌的积分尺度公式。同一地貌的风速竖向、水平相关性随高差、水平间距增大而减弱;同一高差的风速竖向相关性随粗糙度提高而减弱。von Karman谱能较好地描述热带海岛脉动风在频域内的能量分布特性。

关键词：热带海岛近海岸低矮温室基地多高层密集建筑群风场特性无人机实测

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海洋环境下BFRP筋增强珊瑚混凝土柱抗侵蚀性能

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材料导报 2024年第9期38卷 126-135页

作者：陈爽韦丽兰陈红梅关纪文广西科技大学土木建筑工程学院广西柳州545006 桂林理工大学土木工程学院广西桂林541004 南宁学院土木与建筑工程学院南宁530200

为探究海洋环境下玄武岩纤维(Basalt fiber reinforced polymer,BFRP)筋的劣化机理、评估BFRP筋增强珊瑚混凝土柱抗侵蚀性的退化程度,对海水环境下BFRP筋、珊瑚混凝土进行受压性能试验。基于材性试验,对12根BFRP筋增强珊瑚混凝土柱进行... 详细信息

为探究海洋环境下玄武岩纤维(Basalt fiber reinforced polymer,BFRP)筋的劣化机理、评估BFRP筋增强珊瑚混凝土柱抗侵蚀性的退化程度,对海水环境下BFRP筋、珊瑚混凝土进行受压性能试验。基于材性试验,对12根BFRP筋增强珊瑚混凝土柱进行轴心受压试验,并采用扫描电子显微镜(SEM)对试件破坏后其内部BFRP筋材进行微观试验,检测分析玄武岩纤维、纤维-树脂界面处的化学成分。结果表明:干湿循环条件对BFRP筋的极限承载力影响强于浸泡环境;珊瑚混凝土轴压柱破坏后,其内部筋材均发生了一定程度的腐蚀劣化,构件的承载性能很大程度取决于内部钢筋的锈蚀程度。最后,基于试验结果,分析不同海水腐蚀类别、不同腐蚀周期对构件内部BFRP筋、珊瑚混凝土微观成分的变化规律,探讨不同因素对构件耐久性能的影响机理。

关键词：海洋环境 BFRP筋珊瑚混凝土抗侵蚀性能

节段预制拼装综合管廊承插式接头抗弯性能研究

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中国公路学报 2024年第8期37卷 179-190页

作者：凌同华余彬谷淡平谭嘉诺肖健长沙理工大学土木工程学院湖南工学院土木与建筑工程学院

抗弯刚度是表征接头抗弯性能的重要力学参数，为给预制拼装综合管廊承插式接头抗弯设计提供理论依据，开展了等尺寸承插式接头抗弯力学性能试验，研究了弯矩作用下接头应变、挠度、张开高度、底部张开量、转角等参数变化规律及破坏特征... 详细信息

抗弯刚度是表征接头抗弯性能的重要力学参数，为给预制拼装综合管廊承插式接头抗弯设计提供理论依据，开展了等尺寸承插式接头抗弯力学性能试验，研究了弯矩作用下接头应变、挠度、张开高度、底部张开量、转角等参数变化规律及破坏特征，并计算接头抗弯刚度。建立了预制拼装综合管廊承插式接头抗弯力学模型，推导了接头抗弯刚度计算解析表达式，并采用有限元软件ABAQUS建立了接头抗弯数值模型，对比分析了3种方法计算得到的接头张开距离、张开高度和转角随弯矩的变化规律，以验证接头力学模型与数值模型的正确性。结果表明：接头抗弯刚度计算解析公式及有限元数值模型计算得到的接头张开高度、接头转角和底部张开距离随弯矩变化规律均与试验结果基本相同，三者结果吻合良好，验证了接头力学模型与数值模型的正确性；预制拼装综合管廊承插式接头受弯变形可分为3个阶段（全截面受压阶段、弹性阶段及极限承载阶段）;接头屈服弯矩约为极限弯矩的83%,接头屈服张开距离与转角约为极限状态的1/3;弹性阶段抗弯刚度为40 000 kN·m·rad-1,极限承载阶段抗弯刚度为5 461 kN·m·rad-1;弯矩作用下承插式接头顶部外侧和承口端底部受压开裂破坏，插口端顶角出现混凝土剥落导致接头破坏。研究结果可为预制拼装综合管廊承插式接头抗弯性能安全评价与设计提供科学依据。

关键词：隧道工程预制拼装管廊抗弯试验承插式接头抗弯刚度计算模型

Verhulst反函数预测模型的改进及滑坡时间概率预测

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地球科学 2024年第5期49卷 1692-1705页

作者：陈铭熙陶培捷周创兵姜清辉广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072

滑坡时间预测是滑坡灾害防治的重要组成部分,但由于滑坡演化存在不确定性,准确预测滑坡的发生极为困难.Verhulst反函数模型是一种常用的滑坡时间预测模型,但其存在计算起始时刻选择不当会造成监测数据拟合质量差和预测精度低的问题.针... 详细信息

滑坡时间预测是滑坡灾害防治的重要组成部分,但由于滑坡演化存在不确定性,准确预测滑坡的发生极为困难.Verhulst反函数模型是一种常用的滑坡时间预测模型,但其存在计算起始时刻选择不当会造成监测数据拟合质量差和预测精度低的问题.针对这一不足,提出了一种改进的Verhulst反函数模型(MVIF模型),并进行近实时概率预测分析.结果表明:(1)MVIF模型改善了原模型对计算起始时刻选择苛刻的问题;(2)MVIF模型预测精度较高,在滑坡进入中等加速变形阶段之后可进行可靠的预测;(3)预测滑坡时间与破坏概率结合提供了一种新的滑坡预报准则.该研究可为蠕滑型滑坡的预警预报提供有价值的参考.

关键词：滑坡滑坡时间预测 Verhulst反函数模型模型改进概率分析预测决策灾害

地震作用下调谐黏滞质量阻尼器阻尼比增效效应与优化设计研究

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振动工程学报 2024年第5期37卷 812-821页

作者：贺辉郝霖霏谭平游春华向越湖南工学院土木与建筑工程学院湖南衡阳421002 广州大学土木工程学院广东广州510006

调谐黏滞质量阻尼器(Tuned Viscous Mass Damper,TVMD)是一种有效的被动惯容减震装置,本文针对地震作用下建筑结构TVMD阻尼比增效效应与优化设计展开研究。将TVMD对结构自身阻尼耗能功率的控制效果归纳为TVMD等效附加阻尼比,并基于随机... 详细信息

调谐黏滞质量阻尼器(Tuned Viscous Mass Damper,TVMD)是一种有效的被动惯容减震装置,本文针对地震作用下建筑结构TVMD阻尼比增效效应与优化设计展开研究。将TVMD对结构自身阻尼耗能功率的控制效果归纳为TVMD等效附加阻尼比,并基于随机振动理论推导了等效附加阻尼比的理论表达式。为了使TVMD更具实际应用价值,TVMD理论上应取得比同阻尼系数的黏滞阻尼器(VD)更大的等效附加阻尼比,这一现象定义为TVMD阻尼比增效效应,并定义了阻尼比增效系数来量化评估阻尼比增效效应。将等效附加阻尼比和阻尼比增效系数均作为优化目标,提出了TVMD最优设计参数理论解。参数分析结果表明,本文解具有良好的稳定性和适用性,为了更高效地发挥阻尼比增效效应,推荐TVMD质量比不超过0.3或阻尼比不超过0.1。以某七层标准钢框架结构作为工程算例展示了TVMD设计流程,并验证了本文解的有效性和优越性。算例分析结果表明,使用本文解设计TVMD能显著放大其阻尼元件变形,表现出了理想的阻尼比增效效应。与传统解相比,本文解还具有另一个明显优势,即保证TVMD的减震效果优于同阻尼系数的VD,不存在减震效率问题。

关键词：调谐黏滞质量阻尼器阻尼比增效效应等效附加阻尼比理论解

CFRP-钢复合筋珊瑚海砂海水混凝土梁受弯性能及界限配筋率研究

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工程力学 2024年

作者：周济陈宗平黄禹铭覃钦泉梁延赵杨杰广西大学土木建筑工程学院南宁学院土木与建筑工程学院

为研究CFRP-钢复合筋(C-FSCB)珊瑚海砂海水混凝土(CSSC)梁的受弯性能，并验证基于理想破坏模式建立的界限配筋率计算公式的准确性，设计并制作了22根梁试件进行四点静力受弯试验，主要变化参数为纵筋配筋率、混凝土强度、剪跨比、筋材... 详细信息

为研究CFRP-钢复合筋(C-FSCB)珊瑚海砂海水混凝土(CSSC)梁的受弯性能，并验证基于理想破坏模式建立的界限配筋率计算公式的准确性，设计并制作了22根梁试件进行四点静力受弯试验，主要变化参数为纵筋配筋率、混凝土强度、剪跨比、筋材种类和混凝土种类。试验中获取了梁试件的破坏形态、弯矩-跨中挠度曲线、裂缝宽度和应变发展规律。结果表明：不同配筋率下，C-FSCB增强CSSC梁破坏时的控制状态包括C-FSCB拉断控制、C-FSCB屈服后混凝土压碎控制以及混凝土压碎控制，本文建立的界限配筋率计算公式可以控制C-FSCB增强CSSC梁的破坏类型。适筋率范围内，随着配筋率的增大，梁试件的峰值弯矩和抗弯刚度逐渐提高，延性系数先增大后减小。与钢筋梁相比，相同配筋率时C-FSCB梁的峰值弯矩提升了14%，延性系数降低了27%，抗弯刚度K1仅减小了7%，但K2却增大了52%。钢筋梁的最大裂缝宽度远小于C-FSCB梁，考虑结构的强度利用率后建议C-FSCB增强CSSC梁正常使用极限状态时的最大裂缝宽度限值取为0.5mm。根据适筋破坏时截面的受力分析，建立了C-FSCB增强CSSC梁的受弯极限承载力计算公式，具有良好的计算精度。

关键词： CFRP-钢复合筋珊瑚海砂海水混凝土梁界限配筋率受弯性能极限承载力

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阶跃函数模拟桥梁断面气动自激力的精度研究

振动工程学报 2024年第6期37卷 997-1005页

作者：吴长青张志田湖南理工学院土木建筑工程学院湖南岳阳414006 海南大学土木建筑工程学院海南海口570228

介绍了采用阶跃函数模拟桥梁断面时域气动自激力的方法并对模拟的精度进行了研究。提出了采用现代遗传优化算法进行阶跃函数参数识别的方法。在模拟桥梁断面时域自激力的过程中,建立了颤振导数与阶跃函数各参数之间的等量关系,基于MATLA... 详细信息

介绍了采用阶跃函数模拟桥梁断面时域气动自激力的方法并对模拟的精度进行了研究。提出了采用现代遗传优化算法进行阶跃函数参数识别的方法。在模拟桥梁断面时域自激力的过程中,建立了颤振导数与阶跃函数各参数之间的等量关系,基于MATLAB平台实现了遗传优化算法并识别了阶跃函数的各个参数,根据参数值与上述等量关系反算得到颤振导数的拟合值,并通过对比颤振导数的拟合值与试验值来评估模拟的精度。数值算例表明,遗传优化算法的计算效率很高且不受参数个数与参数取值范围的影响;阶跃函数参数个数对颤振导数拟合精度存在较大的影响;当参数个数较少时,对于较为复杂的颤振导数曲线,拟合精度不高。随着参数个数的增加,拟合精度显著提高。拟合精度直接影响后续时域颤振分析得到的桥梁颤振性能;因此,需要依据颤振导数曲线规律,合理地选取阶跃函数的参数个数,才能建立精度较高的时域自激力模型,进而准确评估桥梁的颤振稳定性能。

关键词：桥梁颤振时域阶跃函数遗传优化

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