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L形冷弯钢管混凝土柱轴压受力性能研究

建筑结构学报 2024年第S1期 58-68页

作者：王莉萍赵跃收丁发兴中南大学土木工程学院湖南省装配式建筑工程技术研究中心

为研究L形冷弯钢管混凝土柱在轴心受压荷载作用下的受力性能和承载力计算方法，建立L形钢管混凝土柱轴压有限元模型，并将有限元分析结果与文献中的试验结果进行对比，二者吻合较好。通过对L形冷弯钢管混凝土短柱进行有限元模拟，分析了... 详细信息

为研究L形冷弯钢管混凝土柱在轴心受压荷载作用下的受力性能和承载力计算方法，建立L形钢管混凝土柱轴压有限元模型，并将有限元分析结果与文献中的试验结果进行对比，二者吻合较好。通过对L形冷弯钢管混凝土短柱进行有限元模拟，分析了L形冷弯钢管组合形式、钢管壁厚、材料参数、柱肢长宽比以及钢管成型工艺对其轴压承载力的影响。研究表明：冷弯型钢应用于L形钢管混凝土柱时，可利用其角部冷弯效应及倒角特性约束内部混凝土，有效提高柱轴压承载力；L形钢管成型工艺和钢管壁厚、柱肢长宽比对承载力提升有一定影响；当柱肢的长宽比为2.5左右时，钢管对混凝土的约束效率最高；屠永清等提出的承载力计算方法与有限元分析结果较为符合。

关键词： L形冷弯钢管混凝土柱成型工艺有限元分析长宽比承载力

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异温轧制钛/铝复合板温度控制及性能研究

稀有金属材料与工程 2024年第6期53卷 1693-1700页

作者：余超郭允畅肖子涵姜润五和志斌肖宏燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心河北秦皇岛066004

为实现钛铝异温轧制复合过程中钛板电磁感应加热时温度分布更均匀,设计不同的感应加热线圈组对钛板进行加热,使用有限元模拟了电磁感应加热中感应线圈的结构参数对温度场的影响,通过调节感应加热参数将钛板宽度方向温差控制在50℃以内,... 详细信息

为实现钛铝异温轧制复合过程中钛板电磁感应加热时温度分布更均匀,设计不同的感应加热线圈组对钛板进行加热,使用有限元模拟了电磁感应加热中感应线圈的结构参数对温度场的影响,通过调节感应加热参数将钛板宽度方向温差控制在50℃以内,形成较均匀的钛板温度。对钛板进行感应加热和测温试验,在较短时间的加热下形成了平均温度635℃,温差45℃以内的钛板温度,验证了仿真结果的正确性。对均匀性较好的高温钛板与室温铝合金板进行异温轧制,制备出界面剪切强度为63.3MPa的钛/铝复合板,并对制备出的钛/铝复合板结合性能的分布受温度均匀性的影响做了分析。

关键词：钛/铝复合板异温轧制感应加热温度控制线圈设计

预弯钢-混组合跨座式单轨轨道梁力学性能分析及截面优化

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城市轨道交通研究 2024年第2期27卷 95-99,106页

作者：刘媛媛申彦利杜鹏河北工程大学土木工程学院邯郸056038 河北省装配式结构工程技术创新中心邯郸056038 河北工程大学新型单轨交通体系工程研究中心邯郸056038

[目的]传统跨座式单轨轨道梁大多采用宽为850 mm的截面形式,针对我国三四线城市的城市轨道交通建设要求,相关企业提出了宽为1250 mm的跨座式单轨列车截面形式。为解决新型跨座式单轨列车的特殊需求,有必要对其轨道梁的力学性能和截面形... 详细信息

[目的]传统跨座式单轨轨道梁大多采用宽为850 mm的截面形式,针对我国三四线城市的城市轨道交通建设要求,相关企业提出了宽为1250 mm的跨座式单轨列车截面形式。为解决新型跨座式单轨列车的特殊需求,有必要对其轨道梁的力学性能和截面形式进行研究。[方法]采用数值模拟方法,建立了预弯钢-混组合轨道梁模型;基于传统轨道梁截面形式,提出宽为1250 mm的预弯钢-混组合跨座式单轨轨道梁初步截面形式;分析不同荷载组合情况下的截面力学性能,并以用钢量最省为目标,对初步截面形式进行截面参数优化。[结果及结论]随着钢箱梁顶板厚度增加、钢箱梁上翼缘最大正应力呈减小的趋势;随着钢箱梁底板厚度的增加,钢箱梁下翼缘最大正应力值呈减小的趋势;随着腹板厚度的增加,钢箱梁腹板最大剪应力值呈减小的趋势。在最不利荷载工况组合下,所提轨道梁初步截面形式的刚度与强度均满足规范容许限值;优化后的顶板厚度、腹板厚度、底板厚度分别为16 mm、20 mm、16 mm,钢材表面积可节省约29.89%。

关键词：跨座式单轨预弯钢-混组合轨道梁力学性能

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集中配筋连接预制剪力墙抗震性能试验研究

中南大学学报（自然科学版） 2024年第1期55卷 201-218页

作者：肖扬卢谦罗小勇陈林松程俊峰张璧玮中南大学土木工程学院湖南长沙410075 湖南省装配式建筑工程技术研究中心湖南长沙410075 中交第二航务工程局有限公司技术中心湖北武汉430014

针对现有预制混凝土剪力墙接缝施工容错率低、混凝土现场浇筑作业量大和钢筋锚固过长等不足,提出一种使用超高性能混凝土(UHPC)的集中配筋连接预制剪力墙。通过对比1片现浇剪力墙试件、3片不同接缝形式的集中配筋连接预制剪力墙试件的... 详细信息

针对现有预制混凝土剪力墙接缝施工容错率低、混凝土现场浇筑作业量大和钢筋锚固过长等不足,提出一种使用超高性能混凝土(UHPC)的集中配筋连接预制剪力墙。通过对比1片现浇剪力墙试件、3片不同接缝形式的集中配筋连接预制剪力墙试件的拟静力试验结果,揭示该类预制剪力墙的破坏规律和抗震性能、竖缝对墙体抗震性能的影响和连接钢筋的受力特点。采用ABAQUS软件对试件进行有限元模拟,分析轴压比和集中配筋率对试件抗震性能的影响。研究结果表明:预制试件与现浇试件具有相同的破坏规律,均为弯剪破坏;这2类试件的滞回曲线均较饱满,骨架曲线走势基本一致,耗能能力接近,且预制试件的最小承载力仅比现浇试件低5.6%,表明预制试件的抗震性能与现浇试件的抗震性能基本相同;竖缝对剪力墙承载力的影响较小,使剪力墙的延性和耗能能力有一定的削弱;不同竖缝形式预制墙的抗震性能相近但各有特点,竖缝形式预制墙采用UHPC出筋搭接具有更好的整体性,采用U形键槽的预制墙具有更大的刚度和更强的耗能能力;连接钢筋的应力分布具有典型受弯构件的特征;随着轴压比增加,模型的刚度和承载力不断增加,在轴压比从0.05增加到0.30时,最大的峰值荷载增幅发生在轴压比从0.05到0.10时,从承载力的提高、刚度、耗能和墙角抬高等方面考虑,试件的集中配筋率保持在90%~110%为宜。

关键词：预制剪力墙集中配筋拟静力试验 UHPC(ultra-high performance concrete) 抗震性能

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新型装配式冷弯薄壁型钢墙体抗侧性能分析

东南大学学报（自然科学版） 2024年第1期54卷 135-141页

作者：王莉萍伍欣雨胡萌刘劲丁发兴中南大学土木工程学院长沙410075 中南大学湖南省装配式建筑工程技术研究中心长沙410075 湖南城市学院土木工程学院益阳413000

为了研究使用矩形钢管连接的新型全预制冷弯薄壁型钢复合墙体的抗侧性能,设计了6个足尺试件,并进行了水平低周往复加载试验,分析了龙骨间距、覆面板类型、单面或双面覆板等因素对新型复合墙体试件抗侧性能的影响.新型墙体的覆面板为OSB... 详细信息

为了研究使用矩形钢管连接的新型全预制冷弯薄壁型钢复合墙体的抗侧性能,设计了6个足尺试件,并进行了水平低周往复加载试验,分析了龙骨间距、覆面板类型、单面或双面覆板等因素对新型复合墙体试件抗侧性能的影响.新型墙体的覆面板为OSB板与硅晶钙板.试验结果表明:使用矩形钢管连接的新型复合墙体具有良好的整体抗震性能;单面或双面覆板对墙体抗侧性能影响显著,双面覆板的新型复合墙体的屈服荷载约为单面覆板新型复合墙体的2倍;龙骨间距和覆面板材料对墙体抗侧性能的影响相对较小.在试验基础上,使用OpenSEES软件建立了试验墙体的有限元分析模型,并针对矩形钢管壁厚、周边螺钉间距取值进行了参数分析.参数分析结果表明,矩形钢管连接件壁厚取值推荐为2.5 mm,周边螺钉间距推荐取50~100 mm.

关键词：冷弯薄壁型钢复合墙体 OSB板硅晶钙板低周往复加载试验数值模拟

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射流撞击式低压喷头设计与水力性能试验

农业工程学报 2024年第6期40卷 220-227页

作者：王子鑫蒋跃潘绪伟王莉莎江苏大学流体机械工程技术研究中心镇江212013

为分散喷头主射流,提高喷头的喷洒均匀度,使喷头适用于农业低压喷灌,该研究结合射流与撞击流提出了一种射流撞击式旋转喷头。首先对比了射流撞击喷头与射流不撞击喷头的水力性能,通过正交试验分析了各结构参数值对射程和组合均匀系数的... 详细信息

为分散喷头主射流,提高喷头的喷洒均匀度,使喷头适用于农业低压喷灌,该研究结合射流与撞击流提出了一种射流撞击式旋转喷头。首先对比了射流撞击喷头与射流不撞击喷头的水力性能,通过正交试验分析了各结构参数值对射程和组合均匀系数的影响,得到副喷嘴结构优化参数,最后将优化后的射流撞击喷头与改进前的传统15PY2喷头进行水力性能及水滴粒径分布对比。研究结果表明,射流撞击使射程末端水量高点降低,同时射程得到提升,射程平均提升4.39%,在相同压力及组合间距下覆盖范围更大。影响喷头工作性能的结构参数依次为副喷管长度、副喷嘴进口锥角、副喷管内径、副喷嘴仰角,而副喷嘴仰角对射程与组合均匀系数影响最大,15型射流撞击喷头最佳结构参数组合为:副喷管长度20 mm、副喷嘴进口锥角55°、副喷管内径6 mm、副喷嘴仰角33°。射流撞击喷头在压力150~300 kPa下组合均匀系数和综合评分均高过传统15PY2喷头,组合均匀系数平均提升4.84%,综合性能平均提升4%,证明了射流撞击应用于旋转式喷头具有优势。在射程前中段,150和250 kPa下射流撞击喷头水滴直径更大;在射程后段,150 kPa下射流撞击喷头水滴直径更大,但在250 kPa下水滴直径更小。研究所得到的喷头结构及结论可为后续研究射流撞击对水力性能的影响提供参考。

关键词：灌溉喷嘴水力性能射流撞击正交试验

基于Inception-BiLSTM和迁移学习的结构损伤识别

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科学技术与工程 2024年第18期24卷 7776-7784页

作者：王二成肖俊伟李家豪吴雪柴颖珂李彦苍河北工程大学土木工程学院邯郸056038 河北省装配式结构技术创新中心邯郸056038

针对传统卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)方法在时空特征提取存在不足,提出了一种改进的Inception与双向长短期记忆(bi-directional long short-term memory,BiLSTM)联合模型,以全面学习振动信号中的空间和时序信息。首... 详细信息

针对传统卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)方法在时空特征提取存在不足,提出了一种改进的Inception与双向长短期记忆(bi-directional long short-term memory,BiLSTM)联合模型,以全面学习振动信号中的空间和时序信息。首先,构建具有多尺度感受野的Inception模块,自适应地提取不同尺度下的空间特征;其次,BiLSTM序列化处理时间特征,以深度挖掘时间相关性;最后,通过全局平均池化和Softmax分类器来实现钢框架结构的损伤识别。为评估该模型对噪声的鲁棒性,引入高斯白噪声作为干扰。此外,采用迁移学习策略来评估模型在不同强度激励和小样本下的泛化能力,确保适用于不同的损伤识别任务。结果表明,与传统的CNN方法相比,该模型在无噪声条件下及信噪比超过25 dB时保持了100%的识别精度。该方法解决了土木工程应用中样本量不足和不同强度激励的实际挑战。通过微调预训练模型的参数,实现了在不同强度激励和小样本情况下的知识迁移与泛化,从而增强了模型的实际适用性。

关键词：钢框架损伤识别 Inception BiLSTM 迁移学习

基于IDA的钢-混凝土混合风电塔筒地震易损性分析

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地震研究 2024年第4期47卷 627-634页

作者：申彦利成建虎张炜洁河北工程大学土木工程学院河北邯郸056038 河北省装配式结构技术创新中心河北邯郸056038

为研究钢-混凝土混合风电塔筒的抗震性能,基于弹塑性纤维梁柱单元理论建立了某钢-混凝土混合风电塔筒二维数值模型,先依据推覆分析结果确定塔筒的5种损伤状态限值,然后分别以截面曲率和考虑高阶振型的复合地震动强度参数IM 1I&2E作为结... 详细信息

为研究钢-混凝土混合风电塔筒的抗震性能,基于弹塑性纤维梁柱单元理论建立了某钢-混凝土混合风电塔筒二维数值模型,先依据推覆分析结果确定塔筒的5种损伤状态限值,然后分别以截面曲率和考虑高阶振型的复合地震动强度参数IM 1I&2E作为结构需求参数和地震动强度参数,接着选取20条地震动记录进行塔筒的增量动力分析,建立塔筒的地震易损性曲线,并对塔筒的抗震性能进行评估。结果表明:混合塔筒模型的损伤程度与地震动强度参数呈正相关,其抗震性能可满足Ⅶ度(0.15 g)地震作用下的抗震要求,但在Ⅷ度罕遇地震作用下及处于更高烈度区的风电塔筒应当进行专门的抗震设计。

关键词：风电塔筒增量动力分析高阶振型结构需求地震易损性

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内源调控对电磁调控轧辊热力驱动性能的影响

工程热物理学报 2024年第10期45卷 2921-2929页

作者：杨庭松郭瑞春袁铁衡孙文权何安瑞许志强北京科技大学国家板带生产先进装备工程技术研究中心北京100083 燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心秦皇岛066000

电磁调控轧辊是一种高承载刚性、强调控柔性的新型板带轧机辊缝形状控制技术,其热力驱动性能与内源调控机制高度相关。为探明轧辊热力驱动性能的变化规律,本文针对内源调控受电磁棒接触区、感应区及线圈等结构参量的影响开展了数值模拟... 详细信息

电磁调控轧辊是一种高承载刚性、强调控柔性的新型板带轧机辊缝形状控制技术,其热力驱动性能与内源调控机制高度相关。为探明轧辊热力驱动性能的变化规律,本文针对内源调控受电磁棒接触区、感应区及线圈等结构参量的影响开展了数值模拟研究,对比分析了热源强度、热源分布、接触区输入热量、传热效果及胀形能力等,对结构比例系数的影响进行了讨论。结果表明,电磁棒形式、感应区参量以及线圈参量能够改善热源强度、热源分布以及两区传热效果,而接触区参量则直接影响胀形驱动能力。各结构参量影响呈近线性关系,且参量间呈弱耦合关系,可针对不同电磁棒类型建立内源调控机制结构参数的综合影响模型,为电磁调控轧辊的热力驱动性能预测提供依据。

关键词：电磁调控轧辊内源调控机制热力驱动性能热源强度及分布结构比例系数