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近场地震动竖向与水平分量统计特性对比

哈尔滨工程大学学报 2024年第2期45卷 230-237页

作者：李明珂袁万城土木工程防灾国家重点实验室(同济大学) 上海200092

为研究近场地震动竖向与水平分量特性,本文对PEER数据库中1202组近场强震的地震动进行统计分析,研究了竖向水平加速度峰值比PGAv/PGAh、反应谱之比Sav(T)/Sah(T)、竖向水平峰值到达时间的特性。讨论了PGAv/PGAh与断层距、场地条件、震... 详细信息

为研究近场地震动竖向与水平分量特性,本文对PEER数据库中1202组近场强震的地震动进行统计分析,研究了竖向水平加速度峰值比PGAv/PGAh、反应谱之比Sav(T)/Sah(T)、竖向水平峰值到达时间的特性。讨论了PGAv/PGAh与断层距、场地条件、震源机制的关系,并采用对数正态分布拟合不同场地条件、不同震源机制的PGAv/PGAh分布;对比了不同断层距、不同场地条件Sav(T)/Sah(T)的变化规律;研究了近场强震水平竖向分量峰值加速度的大小和到达时间上的相关性,并对结构分析过程中竖向地震动的选择提出建议。结果表明:断层距、场地条件、震源机制都会影响近场地震动的竖向分量,断层距小、走滑断层、场地条件差都易产生较大的竖向地震动;断层距小、场地条件差时,地震动竖向分量高频成分越强,断层距大、场地条件好,竖向地震动低频成分越强;竖向分量峰值加速度的大小与到达时间和两正交水平分量峰值加速度的大小与到达时间的几何平均数有明显的线性关系。

关键词：近断层竖向水平加速度峰值比加速度峰值比反应谱比加速度峰值到达时间断层距场地震源机制

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基于分层控制的线控制动系统压力控制策略

机械工程学报 2024年第10期60卷 487-496页

作者：魏凌涛刘轶材王翔宇刘子俊李亮清华大学汽车节能与安全国家重点实验室北京100084

线控制动系统作为自动驾驶车辆的关键执行部件,其安全性和响应精度直接影响车辆的运行安全。为满足系统安全性要求,线控制动系统通常具备两套独立的建压单元以满足单点失效下的建压能力。柱塞泵式建压单元具备结构简单、成本低的特点,... 详细信息

线控制动系统作为自动驾驶车辆的关键执行部件,其安全性和响应精度直接影响车辆的运行安全。为满足系统安全性要求,线控制动系统通常具备两套独立的建压单元以满足单点失效下的建压能力。柱塞泵式建压单元具备结构简单、成本低的特点,成为线控制动系统中广泛采用的构型。为保证柱塞泵式建压单元在温度干扰影响下的压力控制稳定性和精度,提出一种考虑线圈温度估计的分层式压力控制策略。首先,建立柱塞泵式建压单元传热模型和液压模型;其次,在系统压力状态可观和不可观状态下分别采用递归最小二乘法和开环方法估计线圈温度;最后,设计基于滑模控制器的系统压力分层控制策略。台架试验结果表明,所提出的温度估计器在不同测试工况下估计误差小于8℃,在相同控制策略下引入温度估计器将有效提升压力控制精度,所提出的分层式压力控制策略在正弦、脉冲和三角目标压力时均可实现压力跟随。

关键词：传热模型液压模型滑模控制器递归最小二乘法柱塞泵

一种面向卫星在轨自主任务规划的快速精准轨道预报方法

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武汉大学学报(信息科学版) 2024年第6期49卷 879-887页

作者：王密陈俊博皮英冬仵倩玉武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室

卫星在轨自主任务规划需要高精度的轨道预报数据，计算待观测目标的可成像时间窗口、成像姿态需求，结合其他约束条件来完成任务规划过程。针对卫星星上计算资源有限的情况，为了减少轨道预报过程的资源消耗、满足自主任务规划的需求，... 详细信息

卫星在轨自主任务规划需要高精度的轨道预报数据，计算待观测目标的可成像时间窗口、成像姿态需求，结合其他约束条件来完成任务规划过程。针对卫星星上计算资源有限的情况，为了减少轨道预报过程的资源消耗、满足自主任务规划的需求，提出一种在长周期的轨道预报中预报精度高、资源消耗少的轨道预报方法。基于两行根数（two-line element, TLE）及简化普适摄动模型，以多条轨道数据作为输入，迭代计算生成TLE，完成轨道预报，并计算轨道预报误差和模拟观测目标的成像参数初值误差，进行定量评价。实验结果表明，所提方法仅需少量输入数据即可完成72 h的轨道预报，预报精度优于4 km，平均耗时12.76 s，在长周期的轨道预报中预报精度高、运行速度快；使用轨道预报数据计算模拟观测目标的开始成像时间误差优于0.2 s，三轴方向上的成像姿态初值误差均优于0.03°，小于智能遥感卫星珞珈三号01星相机成像过程姿态指向精度指标。所提方法预报精度高，需求的时空资源少，对于星上在轨自主任务规划具有重要意义。

关键词：在轨自主任务规划轨道预报权重定义与调整两行根数成像参数初值

钢筋混凝土剪力墙抗震滞回性能的多元时序深度神经网络预测

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工程力学 2024年第6期41卷 66-76页

作者：袁程熊青松孔庆钊同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

钢筋混凝土剪力墙结构抗震性能优越且造价合理,广泛用于抗震烈度较高的地区。准确地预测剪力墙的滞回性能与骨架曲线,直接决定了结构设计与分析的准确度与可靠性。该文提出了一种基于深度学习的剪力墙结构滞回性能预测方法,可以根据结... 详细信息

钢筋混凝土剪力墙结构抗震性能优越且造价合理,广泛用于抗震烈度较高的地区。准确地预测剪力墙的滞回性能与骨架曲线,直接决定了结构设计与分析的准确度与可靠性。该文提出了一种基于深度学习的剪力墙结构滞回性能预测方法,可以根据结构的基本设计参数(如材料属性、几何尺寸、荷载工况等),直接预测出其承载力。通过3组剪力墙的滞回试验预测1组结构的滞回曲线,结果表明:通过比较时域的特征,深度学习方法具有较高的预测精度。通过与有限元仿真结果对比,深度学习仅需输入不同参数就能够快速预测滞回曲线,其优势还在于具有较高的计算效率,而有限元仿真需要几何建模、本构模型选取、材料属性输入和荷载工况定义,整个过程相较于深度学习耗时耗力。

关键词：钢筋混凝土剪力墙多元时序深度神经网络滞回曲线抗震性能骨架曲线

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基于电磁力作用的地铁列车防滑控制研究

机械工程学报 2024年第6期60卷 334-341页

作者：陈清华杨云帆閤鑫凌亮王开云西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031

针对地铁列车在轮轨低黏着接触状态下车轮打滑问题,提出一种基于电磁力作用的地铁列车防滑控制策略。基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立地铁列车-板式轨道耦合动力学模型,模型中考虑非线性轮轨相互作用关系和磁轨增黏装置的防滑控制策... 详细信息

针对地铁列车在轮轨低黏着接触状态下车轮打滑问题,提出一种基于电磁力作用的地铁列车防滑控制策略。基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立地铁列车-板式轨道耦合动力学模型,模型中考虑非线性轮轨相互作用关系和磁轨增黏装置的防滑控制策略。通过数值仿真分析低黏着接触状态和牵引/制动工况下轮轨动态作用和防滑控制效果。研究结果表明,在低黏着接触条件下车轮易发生打滑现象。采用基于电磁力作用的防滑控制策略可增加轮轨垂向力,进而增大轮轨蠕滑力,同时阻止车轮打滑现象;与传统的防滑控制策略相比,采用考虑基于电磁力作用的防滑控制策略时,在轮轨低黏着接触区段可提高地铁车轮的牵引/制动效率。

关键词：地铁列车磁轨增黏装置轮轨低黏着接触条件防滑控制车辆-轨道耦合动力学牵引/制动

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偏转风场下高层建筑设计风速的风向折减因子

同济大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 886-892页

作者：贺斌全涌顾明同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

提出了超高层建筑设计风荷载估算过程中考虑风场偏转影响的强风风速风向折减因子修正方法。在风洞中模拟了一个方形截面超高层建筑刚性模型。在偏转风场和无偏风场工况下,根据提出的修正方法计算了北京地区和南京地区高层建筑设计风速... 详细信息

提出了超高层建筑设计风荷载估算过程中考虑风场偏转影响的强风风速风向折减因子修正方法。在风洞中模拟了一个方形截面超高层建筑刚性模型。在偏转风场和无偏风场工况下,根据提出的修正方法计算了北京地区和南京地区高层建筑设计风速的风向折减因子,分析了风场偏转对高层建筑气动力风向折减效应的影响。结果表明,偏转风场会使建筑风压存在偏移现象,最不利风压出现的风向角与无偏风场下不同,而在考虑风向折减效应的风荷载估算方法中,如果忽略风场偏转的影响就可能导致超高层建筑风荷载的低估,使得结构设计偏于危险,提出的修正方法能够有效解决这一问题。

关键词：超高层建筑风荷载风向折减 Ekman螺线偏转风场风洞试验

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砂土场地桥梁群桩基础延性抗震性能分析

同济大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 893-901页

作者：王靖程叶爱君王晓伟同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

采用严格的增量动力分析(IDA)方法对砂土场地桥梁群桩基础的延性性能开展了系统研究。基于砂土中单墩-群桩基础体系振动台试验验证了数值模拟方法;以实际工程为背景,考虑与结构、土体相关的9个参数,建立了一系列分析模型;将7条实际地震... 详细信息

采用严格的增量动力分析(IDA)方法对砂土场地桥梁群桩基础的延性性能开展了系统研究。基于砂土中单墩-群桩基础体系振动台试验验证了数值模拟方法;以实际工程为背景,考虑与结构、土体相关的9个参数,建立了一系列分析模型;将7条实际地震记录作为输入,进行了系统的增量动力分析。基于计算结果,对地震下桥梁群桩基础的损伤破坏过程进行了验证,提出了表征群桩基础延性性能的位移、转角、强度3个指标,并揭示了各性能指标随结构、土体参数的变化规律。结果表明,群桩基础在易修复状态下的平均位移延性系数为2.52,平均水平承载力为首次屈服状态的1.41倍;极限状态下平均位移延性系数为3.62,平均水平承载力为首次屈服状态的1.47倍,延性性能可观且稳定;承台转动引起的桥墩漂移率最大不超过0.7%,不控制抗震设计。

关键词：群桩基础延性性能增量动力分析位移延性水平承载力承台转角

氢氧化镁-硼酸锌复合阻燃剂辅助制备产率高和电容性能优异的煤焦油沥青基多孔碳

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无机化学学报 2024年第1期40卷 88-98页

作者：郭嘉吴冬玲陶媛王涛朱艳丽贾殿赠新疆大学化学学院省部共建碳基能源资源化学与利用国家重点实验室乌鲁木齐830017

以煤焦油沥青为前驱体,氢氧化镁-硼酸锌复合阻燃剂为助剂,直接在空气条件下高温碳化制备了煤沥青基多孔碳,并探究其电化学性能。得益于阻燃剂的阻燃协同其活化、掺杂功能化作用,得到了高产率(55.1%)、多原子(N、B、O)掺杂且具有分级多... 详细信息

以煤焦油沥青为前驱体,氢氧化镁-硼酸锌复合阻燃剂为助剂,直接在空气条件下高温碳化制备了煤沥青基多孔碳,并探究其电化学性能。得益于阻燃剂的阻燃协同其活化、掺杂功能化作用,得到了高产率(55.1%)、多原子(N、B、O)掺杂且具有分级多孔结构的多孔碳。将其作为超级电容器电极材料,在三电极体系中0.5 A·g^(-1)电流密度下比电容可达344 F·g^(-1)。此外,以制备的多孔碳和壳聚糖基氨基酸质子盐凝胶电解质组装的柔性对称电容器具有29.3 Wh·kg^(-1)的高能量密度,在50 000次循环后电容保持率为96.9%,且在-25~75℃温度区间内可正常工作,显示出宽的温度使用范围。

关键词：煤焦油沥青阻燃剂多孔碳超级电容器

煤层气水平井扇形洞穴完井应力—渗透率演化机理

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天然气工业 2024年第3期44卷 184-198页

作者：陈健翔杨睿月秦小舟黄中伟井美洋李嘉文李国富油气资源与工程全国重点实验室·中国石油大学(北京) 煤与煤层气共采国家重点实验室

我国煤层渗透率低且地质条件复杂,采用常规油气储层改造的开发方式难度大、技术适应性差。近年来,基于应力释放的煤层气改造新方法“煤层气水平井水力喷射造穴”很好地解决了这一技术瓶颈问题,但是造穴卸压—增渗的作用机制及其主控地... 详细信息

我国煤层渗透率低且地质条件复杂,采用常规油气储层改造的开发方式难度大、技术适应性差。近年来,基于应力释放的煤层气改造新方法“煤层气水平井水力喷射造穴”很好地解决了这一技术瓶颈问题,但是造穴卸压—增渗的作用机制及其主控地质因素尚不明晰。为此,考虑了煤岩层理和天然裂隙的影响,采用有限元—离散元耦合方法(Finite-Discrete Element Method,FDEM)建立了煤层气水平井扇形洞穴完井数值模型,探究了造穴后岩体的应力演化历程和储层的卸压—增渗机制,并对比分析了不同储层参数(孔隙压缩系数、储层强度、弱面强度和地应力场)对应力释放的影响规律。研究结果表明:(1)围岩演化过程为造穴后岩体收缩,储层发生应力重构,围岩强度逐渐降低,岩体内部发生新生裂隙萌生和原生裂隙扩展,形成开挖损伤区和应力释放区;(2)参数敏感性分析表明孔隙压缩系数是决定造穴完井储层适应性的关键,弱面强度、储层强度和地应力场分布决定了围岩的应力演化模式和裂缝扩展形态;(3)造穴卸压后储层增渗机制为穴周裂缝提升导流能力,储层应力释放提升基质渗透率。结论认为,模型首次综合考虑了地层特点、造穴过程和煤岩裂隙的影响,研究结果揭示了煤层造穴后的应力演化过程及其卸压、增渗作用机制,深化了对煤层气水平井洞穴完井增产机理的认识,对我国煤层储层改造具有重要的工程参考价值。

关键词：煤层气低渗透率有限元—离散元耦合方法水平井造穴扇形洞穴天然裂隙应力释放