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RPC应力-应变曲线系数与塑性损伤因子无量纲化计算模型研究

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工程力学 2024年第5期41卷 120-133页

作者：卜良桃刘港平湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

为了方便活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,RPC)等效矩形应力图系数与塑性损伤因子的计算与取值,对RPC应力-应变曲线系数与塑性损伤因子的计算模型进行了理论研究。通过对现有的计算方法进行无量纲化转化,推导了决定计算模型的... 详细信息

为了方便活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,RPC)等效矩形应力图系数与塑性损伤因子的计算与取值,对RPC应力-应变曲线系数与塑性损伤因子的计算模型进行了理论研究。通过对现有的计算方法进行无量纲化转化,推导了决定计算模型的四个原函数条件;对一个实际的应力-应变关系进行了计算,将得到的结果进行了分析;并对受弯矩形梁非极限状态下截面内力和力矩的推定计算进行了演示。针对应力-应变关系式含有非整次有理分式的情况提出了曲线拟合方法;研究了拟合次数、拟合区间和拟合函数类型对拟合精度与稳定性的影响。比较了4种典型的RPC本构模型在同种材料下的应力-应变曲线系数与损伤因子取值模型曲线,结果显示:拟合曲线得到的取值模型与其他原始曲线得到的取值模型在曲线上具有较高的相似度,证明了曲线拟合方法的准确可靠性;最后给出了一种RPC受压应力-应变曲线系数与塑性损伤因子无量纲化取值模型。

关键词：活性粉末混凝土应力-应变曲线系数等效矩形应力图系数塑性损伤因子曲线拟合方法

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基于改进特征筛选的随机森林算法对锂渣混凝土强度的预测研究

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材料导报 2024年第9期38卷 156-161页

作者：魏令港黄靓曾令宏湖南大学土木工程学院长沙410082

本工作提出了特征变量筛选结合特征变量相关性的方法,对构建的锂渣混凝土28 d抗压强度数据库进行优化,分别建立了随机森林模型和深度神经网络模型用于测试数据库,并以相关系数(R)、均方根误差(RMSE)和平均相对误差(MAE)三个指标对模型... 详细信息

本工作提出了特征变量筛选结合特征变量相关性的方法,对构建的锂渣混凝土28 d抗压强度数据库进行优化,分别建立了随机森林模型和深度神经网络模型用于测试数据库,并以相关系数(R)、均方根误差(RMSE)和平均相对误差(MAE)三个指标对模型的预测结果进行对比分析。结果表明,预测锂渣混凝土的28 d抗压强度时,采取改进的特征变量筛选方法能够有效提高模型的预测效果,此外,特征变量筛选的前后随机森林(RF)模型的预测效果明显优于深度神经网络(DNN)模型。

关键词：随机森林(RF) 深度神经网络(DNN) 特征变量筛选锂渣混凝土抗压强度

波形腹板钢箱-混凝土组合梁横向内力计算与分析

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铁道学报 2024年第8期46卷 161-170页

作者：冀伟余壮果罗奎湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070

为精确分析波形腹板钢箱-混凝土组合梁(SBCCGCW)的横向内力,考虑波形钢腹板特性和箱梁的畸变效应,利用框架分析法推导SBCCGCW的横向弯矩计算公式;通过两座实桥横向弯矩的有限元和实测结果对所提公式的正确性进行验证;对SBCCGCW横向内力... 详细信息

为精确分析波形腹板钢箱-混凝土组合梁(SBCCGCW)的横向内力,考虑波形钢腹板特性和箱梁的畸变效应,利用框架分析法推导SBCCGCW的横向弯矩计算公式;通过两座实桥横向弯矩的有限元和实测结果对所提公式的正确性进行验证;对SBCCGCW横向内力的影响因素进行研究,并根据有限元分析结果提出SBCCGCW横向内力的简化计算公式。结果表明:利用所提公式获取的横向弯矩值与有限元结果和实测结果吻合较好,误差在10%以内;横隔板会大幅度减少荷载作用点处的横向弯矩;宽高比、混凝土顶板厚度、荷载作用位置对混凝土顶板横向弯矩的影响较大,钢底板厚度变化对混凝土顶板横向弯矩的影响较小。研究成果可为SBCCGCW的横向内力计算与分析提供参考。

关键词：桥梁工程组合箱梁横向内力框架分析法波形钢腹板参数分析

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波形钢腹板梁焊接残余应力分布及试验验证

西南交通大学学报 2024年第2期59卷 289-297页

作者：冀伟刘勇湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070

为研究波形钢腹板梁焊接残余应力的分布规律,通过有限元软件建立其三维热弹塑性模型,利用热-力耦合分析技术对其焊接温度场和应力场进行有限元数值仿真,采用双椭球体热源和修改单元材料属性的方法实现能量输入和焊缝填充,并将模拟计算... 详细信息

为研究波形钢腹板梁焊接残余应力的分布规律,通过有限元软件建立其三维热弹塑性模型,利用热-力耦合分析技术对其焊接温度场和应力场进行有限元数值仿真,采用双椭球体热源和修改单元材料属性的方法实现能量输入和焊缝填充,并将模拟计算结果与实测值进行对比分析.结果表明:有限元预测的波形钢腹板梁残余应力分布与实测结果具有相同趋势,在波形钢腹板梁焊缝的弯折角处,残余应力发生一定幅度的连续应力波动;底板和腹板的残余应力峰值均出现在焊缝中心区域,其值分别为材料屈服强度的1.30倍和1.26倍;底板纵向残余拉应力在焊缝中心线两侧78 mm范围内急速下降后缓慢过渡为压应力,在底板较窄一侧压应力线性增大,最大值约为材料屈服强度的0.61倍;在底板较宽一侧压应力线性减小,并在边缘处转化为拉应力;焊接速度对残余应力分布扰动不大,而对残余应力峰值影响较显著;当焊接速度从150 mm/min增加至250 mm/min时,横向和纵向的残余应力最大值分别增加了27.11%和5.88%.

关键词：波形钢腹板梁焊接残余应力热力学数值模拟焊接速度

波形钢腹板梁T形接头焊接仿真分析与试验研究

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哈尔滨工程大学学报 2024年第4期45卷 691-698页

作者：冀伟张鹏湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070

为了解决波形钢腹板梁焊接温度场和残余应力分布尚不明确的问题,本文基于Simufact Welding软件建立三维有限元模型,对其T形接头的焊接温度场和残余应力进行了预测,并对模拟结果进行了试验验证。波形钢腹板梁的焊接温度场分布与熔池中心... 详细信息

为了解决波形钢腹板梁焊接温度场和残余应力分布尚不明确的问题,本文基于Simufact Welding软件建立三维有限元模型,对其T形接头的焊接温度场和残余应力进行了预测,并对模拟结果进行了试验验证。波形钢腹板梁的焊接温度场分布与熔池中心距离有关,距离熔池中心越近,温度梯度越大;焊接残余应力以纵向残余拉应力为主,而横向残余应力的应力水平相对较低,拉压应力共存;焊接速度和底板厚度的改变只会影响残余应力的峰值大小,不会影响残余应力的分布规律。结果表明:数值模拟结果和试验实测值吻合良好,数值模拟可靠。

关键词：桥梁工程波形钢腹板梁 T形接头焊接温度场焊接残余应力参数分析焊接速度腹板厚度

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具有防融霜装置的蒸发器结霜特性及性能仿真研究

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太阳能学报 2024年第4期45卷 442-449页

作者：龚光彩安劲霖张明发胡文荃湖南大学土木工程学院长沙410082

以具有防融霜装置的蒸发器为研究对象,建立基于理想最小防融霜补热量和结霜量无量纲关联式的空气源热泵动态模型,并依据实验数据验证其精确性,通过数值模拟分析不同环境参数对具有防融霜装置的蒸发器性能的影响。结果表明:后置式与跨越... 详细信息

以具有防融霜装置的蒸发器为研究对象,建立基于理想最小防融霜补热量和结霜量无量纲关联式的空气源热泵动态模型,并依据实验数据验证其精确性,通过数值模拟分析不同环境参数对具有防融霜装置的蒸发器性能的影响。结果表明:后置式与跨越式系统蒸发器换热系数要高于前置式与传统电辅热系统,霜层厚度更小,分布更均匀;当相对湿度一定时,蒸发器换热系数随温度升高而增大;当空气温度不变时,换热系数随相对湿度的下降而减小,霜层更均匀;温度对蒸发器换热系数的影响比相对湿度更大。

关键词：空气源热泵蒸发器动态模型仿真模拟防融霜装置结霜特性

海水海砂混凝土中混杂碳-玄武岩纤维筋拉伸性能退化机制及寿命预测

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复合材料学报 2024年第7期41卷 3677-3688页

作者：许艾沿杜运兴潘柳景泰朱德举湖南大学土木工程学院长沙410082 中南大学土木工程学院长沙410083 湖南大学绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室长沙410082

为了研究海水浸泡下海水海砂混凝土(SSC)中以环氧树脂为基体的混杂碳-玄武岩纤维复材筋(CFBF/Epoxy)拉伸性能退化规律,在不同温度(25℃、40℃和55℃)下对SSC中的CF-BF/Epoxy进行海水浸泡,周期为60天、90天和120天,通过拉伸试验对CF-BF/E... 详细信息

为了研究海水浸泡下海水海砂混凝土(SSC)中以环氧树脂为基体的混杂碳-玄武岩纤维复材筋(CFBF/Epoxy)拉伸性能退化规律,在不同温度(25℃、40℃和55℃)下对SSC中的CF-BF/Epoxy进行海水浸泡,周期为60天、90天和120天,通过拉伸试验对CF-BF/Epoxy在SSC中的拉伸性能进行了研究,并利用SEM和FTIR对其微观结构的变化进行了分析。结果显示:环境温度对CF-BF/Epoxy的拉伸性能有明显影响,在55℃下浸泡120天后,抗拉强度下降了13.84%,弹性模量在3%范围内轻微波动,CF-BF/Epoxy出现伪延性;玄武岩纤维和碳纤维混杂延缓了SSC中OH-进一步向CF-BF/Epoxy内部侵蚀,而外层玄武岩纤维区域的树脂水解和树脂-纤维界面退化是CF-BF/Epoxy拉伸性能退化的主要原因。最后基于Arrhenius方程预测,嵌入SSC中的CF-BF/Epoxy的抗拉强度保持率将在584~803天内降至70%。

关键词：混杂碳-玄武岩纤维复材筋海水海砂混凝土抗拉强度退化机制寿命预测

基于脆弱性曲线的寿溪河流域村镇建筑洪灾风险评估

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同济大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 68-76页

作者：刘曙光郑伟强钟桂辉甄亿位韩征李艳鸽同济大学土木工程学院上海200092 中南大学土木工程学院湖南长沙410083

以寿溪河流域的村镇建筑为研究对象,采用MIKE FLOOD耦合水动力模型计算洪水淹没特征,结合结构静力学原理与洪水冲击荷载经验公式,建立村镇建筑的洪灾脆弱性曲线,开展洪灾风险评估。结果表明,寿溪河流域洪水淹没范围呈狭长的条状,洪水流... 详细信息

以寿溪河流域的村镇建筑为研究对象,采用MIKE FLOOD耦合水动力模型计算洪水淹没特征,结合结构静力学原理与洪水冲击荷载经验公式,建立村镇建筑的洪灾脆弱性曲线,开展洪灾风险评估。结果表明,寿溪河流域洪水淹没范围呈狭长的条状,洪水流速较大。低重现期下房屋以中低风险为主,高重现期下高风险与极高风险房屋主要分布在洪水发生点、洪水淹没区以及河坝村附近。建立的脆弱性曲线考虑了洪水流速的影响,能较好地刻画村镇建筑的结构损伤程度。

关键词：洪灾风险评估村镇建筑脆弱性曲线寿溪河流域情景模拟

基于期望-超额行程时间与有限理性的城市交通分配模型

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长安大学学报（自然科学版） 2024年第3期44卷 125-137页

作者：李洁张萌佳陈思妤湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

为完善现有交通分配方法,综合考虑路网与出行者两方面不确定性因素对随机出行行为的影响,建立基于代理的城市路网交通分配模型。首先,采用期望-超额行程时间反映路网行程时间的客观不确定性,并构建通行能力随机退化条件下的出行成本函... 详细信息

为完善现有交通分配方法,综合考虑路网与出行者两方面不确定性因素对随机出行行为的影响,建立基于代理的城市路网交通分配模型。首先,采用期望-超额行程时间反映路网行程时间的客观不确定性,并构建通行能力随机退化条件下的出行成本函数。随后,引入出行者对路径成本的感知更新过程,采用有限理性理论描述出行者的主观不确定性,并结合Logit公式确定路径决策算法。接着,采用轮盘赌随机算法生成出行者每日出行选择,完成城市交通分配模型构建。最后,将所建立的模型分别应用于双路径网络、九点网络与Sioux-Falls网络,分析模型优势及参数变化对路网性能的影响。研究结果表明:路网达到稳定所需的天数随路网退化程度、出行者对成本差异的敏感程度和经验学习能力的提高而变长;稳定状态下的路网总成本随路网退化程度、出行者对行程时间可靠度要求的升高而变大;追求个人行程时间的可靠性会导致稳定状态下的路网总成本升高,可靠度越高,所需的缓冲时间越多;路网退化越剧烈,这种“升高”越明显,因为超额时间也在增大;相比于用户均衡(UE)模型、有限理性(BR)模型和期望-超额行程时间(METT)模型,所建模型兼顾主客观不确定性,能有效克服传统模型低估较长路径上流量的状况,分配结果更加贴合实际;该模型适用于城市大型交通路网的交通分配,其不确定性参数可通过相关交通管理政策的制定而改变,从而实现缓解交通拥堵、提升路网整体运行效率的目的。

关键词：交通工程交通分配有限理性期望-超额行程时间城市道路网主客观不确定性