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基于非完全拉力场理论的钢板剪力墙通用三拉杆模型

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建筑结构学报 2024年第11期 222-238页

作者：张泽玉田炜烽郝际平樊春雷余卫铮西安建筑科技大学土木工程学院西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室西安建筑科技大学设计研究总院

钢板剪力墙在受剪屈曲后仍然具有一定的抗压能力，对其刚度和承载力的影响不容忽视。为了计入该作用，同时消除现有钢板剪力墙杆系等代模型中所存在的杆单元节点不重合、梁柱小单元多的问题，提出通用三拉杆模型。该模型中仅采用连接于... 详细信息

钢板剪力墙在受剪屈曲后仍然具有一定的抗压能力，对其刚度和承载力的影响不容忽视。为了计入该作用，同时消除现有钢板剪力墙杆系等代模型中所存在的杆单元节点不重合、梁柱小单元多的问题，提出通用三拉杆模型。该模型中仅采用连接于钢板剪力墙边框梁柱中点和端点的3个拉杆代替墙板，拉杆的截面积和材性基于非完全拉力场理论确定，可有效考虑任意厚度墙板屈曲后抗压能力的影响，同时也可解决杆单元节点不重合问题。分析结果表明：该模型可以准确预测钢板剪力墙结构的非线性行为，以精细壳单元模型的计算结果为基准，两种模型的弹性刚度误差不超过5.27%,承载力误差均不超过3.74%,且大多情况不超过2%。滞回性能分析结果表明，该模型可以较为准确地预测钢板剪力墙的滞回性能，对弹性、弹塑性、强化以及破坏阶段模拟效果均较好。此外，基于试验和精细模型框架内力分析的结果，验证了该模型可以得到与精细模型较为一致的内力计算结果，与精细模型的结果相比，边框柱弯矩的误差不大于5%,对边框柱轴力的分析误差稍大，最大误差为17.6%,但结果偏于安全。

关键词：钢板剪力墙厚板非完全拉力场通用三拉杆模型滞回性能

轧制方向对ZIRLO合金织构及变形机制的影响

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塑性工程学报 2024年第3期31卷 134-143页

作者：李瑞张聪惠朱文光李智宇蒲娇西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710000

以核用Zr-Sn-Nb系ZIRLO合金为研究对象,对其沿板的长度和宽度方向轧制后的组织及织构演变进行研究,并采用电子背散射衍射和晶内取向差转轴方法,对轧制过程中开启的滑移系进行了分析并统计了不同变形量下各滑移系的占比情况。结果表明:... 详细信息

以核用Zr-Sn-Nb系ZIRLO合金为研究对象,对其沿板的长度和宽度方向轧制后的组织及织构演变进行研究,并采用电子背散射衍射和晶内取向差转轴方法,对轧制过程中开启的滑移系进行了分析并统计了不同变形量下各滑移系的占比情况。结果表明:沿不同方向轧制并未改变织构类型,但织构特征存在一定的差异。沿长度方向轧制形成近似椭圆状的双峰织构,而沿宽度方向轧制最终形成更加集中且对称的双峰织构。变形量不同,主导的变形模式不同。小变形量时柱面滑移主导变形,随着变形量的增大,基面和锥面滑移的活性增强。沿板宽方向轧制时产生更多的{1012}孪晶协调变形且大变形量下基面和锥面滑移的数量多于长度方向。

关键词： ZIRLO合金 EBSD IGMA 织构变形机制

带低屈服点钢耗能梁段高强钢框筒结构的结构影响系数和位移放大系数研究

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建筑钢结构进展 2024年第1期26卷 41-53页

作者：周玉浩连鸣韩瑞祥西安建筑科技大学土木工程学院西安710055 西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室西安710055

在传统钢框筒结构的部分裙梁跨中处设置LYP225低屈服点钢耗能梁段,其余构件采用Q460高强度钢材,提出带低屈服点钢耗能梁段高强钢框筒结构(HSS-FTS-LSL)。在地震作用下耗能梁段发生剪切屈服耗散地震能量,梁、柱等构件由于采用高强钢从而... 详细信息

在传统钢框筒结构的部分裙梁跨中处设置LYP225低屈服点钢耗能梁段,其余构件采用Q460高强度钢材,提出带低屈服点钢耗能梁段高强钢框筒结构(HSS-FTS-LSL)。在地震作用下耗能梁段发生剪切屈服耗散地震能量,梁、柱等构件由于采用高强钢从而保持弹性或部分进入塑性阶段。为了研究HSS-FTS-LSL的结构影响系数和位移放大系数,以楼层数、耗能梁段长度及布置方式为变量,按照我国规范设计了3组共8个HSS-FTS-LSL算例,并且考虑高阶振型的影响,采用分布侧向力调整法对各算例进行了Pushover分析,基于改进的能力谱法计算了8个算例的结构影响系数和位移放大系数,分析了结构层数、耗能梁段长度及布置方式对结构性能系数的影响并给出了建议取值。最后,根据提出的HSS-FTS-LSL抗震设计反应谱对其中一个结构算例进行重设计,并对重设计前后两个算例结构进行弹塑性分析,对比了二者的抗震性能以及用钢量,验证了本文提出的HSS-FTS-LSL结构影响系数建议值的合理性。

关键词：低屈服点钢钢框筒结构剪切型耗能梁段分布侧向力调整法改进的能力谱法结构影响系数位移放大系数

石墨烯对镁基复合材料抗压性能影响的分子动力学研究

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固体力学学报 2024年

作者：华军邢小茹谢云龙赵冬西安建筑科技大学理学院力学系

镁(Mg)作为轻质金属材料，因其塑性不足及高温下力学性能下降等缺点限制了其应用。石墨烯(Gr)因其比表面积大、强度高等优点可以作为一种理想增强材料与金属镁复合，从而提升材料的力学性能。本文采用分子动力学(MD)方法对石墨烯/镁(Gr/... 详细信息

镁(Mg)作为轻质金属材料，因其塑性不足及高温下力学性能下降等缺点限制了其应用。石墨烯(Gr)因其比表面积大、强度高等优点可以作为一种理想增强材料与金属镁复合，从而提升材料的力学性能。本文采用分子动力学(MD)方法对石墨烯/镁(Gr/Mg)复合材料在不同压缩条件下的力学性能进行研究。结果表明，单晶Mg在不同晶向下压缩表现出强烈的各向异性特征。引入Gr使得Mg基体中难以启动的滑移系因晶粒细化作用而被激活，应力得到释放，孪生变形机制难以开启。位错和孪生等缺陷在Gr界面附近形核增殖，载荷有效传递至Gr，提升了复合材料塑性阶段的平均流动应力。此外，Mg基体对Gr的约束限制了Gr的褶皱和弯曲，使材料韧性增强，Gr/Mg复合材料沿Z轴[ 0 0 0 1 ]晶向压缩的应变达0.35时，Gr仍未断裂。Gr/Mg复合材料中位错运动到Gr表面无法继续贯穿，抑制了Mg基体的破坏。压缩荷载作用下，Gr/Mg复合材料中位错线的增加有助于抵抗压缩塑性变形。Gr/Mg复合材料的屈服应力、屈服应变及塑性变形阶段的平均流动应力随着Gr层数增加而增大，且Gr处于分离状态时，Gr/Mg复合材料的屈服应变更大。在10K～600K温度范围内，Gr/Mg复合材料的弹性模量和屈服应力随着温度升高而降低。而应变率对Gr/Mg复合材料的弹性模量和塑性变形阶段的平均流动应力影响不明显，但增大应变率可以提高复合材料的屈服应力和屈服应变。

关键词：石墨烯镁基复合材料压缩力学性能分子动力学位错

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黄铵铁矾渣热分解反应机理及其动力学解析

中国有色金属学报 2024年第7期34卷 2452-2462页

作者：崔雅茹李邓王国华李小明赵俊学王正民桂海平西安建筑科技大学冶金工程学院西安710055 汉中锌业有限责任公司汉中724204

针对黄铵铁矾渣侧吹熔炼熔渣稳定控制研究需求,采用热重−差热−质谱联用仪结合XRD、SEM-EDS等分析方法对其热分解过程及动力学特性进行研究。结果表明:黄铵铁矾渣中主要化合物为铵铁矾(NH_(4))Fe_(3)(SO_(4))_(2)(OH)_(6)、铁锌尖晶石(Zn... 详细信息

针对黄铵铁矾渣侧吹熔炼熔渣稳定控制研究需求,采用热重−差热−质谱联用仪结合XRD、SEM-EDS等分析方法对其热分解过程及动力学特性进行研究。结果表明:黄铵铁矾渣中主要化合物为铵铁矾(NH_(4))Fe_(3)(SO_(4))_(2)(OH)_(6)、铁锌尖晶石(Zn,Fe)Fe_(2)O_(4)及硫酸铅PbSO_(4)、CaSO_(4)(H_(2)O)_(2)等硫酸盐。在热分解过程中,铵铁矾在380℃左右发生了脱氨、脱羟反应,生成各种硫酸盐,其机理函数为减速型α−t曲线;Fe_(2)(SO_(4))3在610℃时发生了分解,反应表观活化能E为153.07 kJ/mol,强化气体产物的扩散有助于推进反应进程;硫酸铅在1080℃左右发生分解,其反应机理遵循三维扩散,表观活化能较高(555.90 kJ/mol);硫酸铅分解的主要限制性因素是分解产物PbO在渣中的扩散,可通过降低渣系的熔点及黏度促进反应进行。

关键词：黄铵铁矾渣热分解反应机理动力学特性表观活化能

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电渣冶金渣系挥发特性研究进展

钢铁 2024年

作者：邱国兴介光辉杨永坤李小明西安建筑科技大学冶金工程学院

电渣重熔是一种利用电流通过熔渣时产生的电阻热作为热源进行熔炼的净化钢液手段。因为其冶炼产品具有金属洁净、组织致密、成分均匀、表面光洁等优点，广泛应用于高端金属材料制备。为了保证熔渣的导电性，电渣渣系均含有一定CaF2，冶... 详细信息

电渣重熔是一种利用电流通过熔渣时产生的电阻热作为热源进行熔炼的净化钢液手段。因为其冶炼产品具有金属洁净、组织致密、成分均匀、表面光洁等优点，广泛应用于高端金属材料制备。为了保证熔渣的导电性，电渣渣系均含有一定CaF2，冶炼过程挥发严重，污染环境；氟化物挥发造成渣系成分波动大进而影响冶炼过程和产品质量。从渣系组成、冶炼环境、热力学和动力学几方面出发，讨论了影响渣系中氟化物挥发的因素，探讨了降低氟化物挥发的有效方法。重点介绍了CaF2、w(（CaO）)/ w((SiO2))、w(（CaO）)/ w((Al2O3))对渣系挥发的影响。降低渣中CaF2含量，增大w(（CaO）)/ w((SiO2))，减小w(（CaO）)/ w((Al2O3))可有效减少渣中氟化物挥发；讨论了利用碱金属氧化物(Li2O、Na2O、K2O)、TiO2、B2O3代替CaF2开发低氟渣的可能性。利用Na2O、TiO2、B2O3等代替CaF2是未来低氟/无氟渣开发的重要方向之一；综述了冶炼温度和环境湿度等对含氟渣系挥发的影响规律。降低冶炼温度，提高升温速率、对渣系预熔和保持干燥均可有效抑制氟化物挥发；基于电渣冶金渣系挥发热力学和动力学研究现状，介绍了炉渣分子离子共存理论计算渣系组元活度的适用性，总结了渣系挥发的动力学机理，归纳了电渣重熔过程中含氟渣挥发的限制性环节。分子离子模型对常见渣系组元活度计算具有很高的准确性，对其他特殊渣系的适用性还有待进一步验证。未来渣系挥发动力学研究应重点关注参与挥发反应的阴阳离子由本体向反应界面传质过程，以及反应生成物的形核、长大、气泡化的过程这2个限制性环节，以减少氟化物挥发。

关键词：电渣冶金渣系 CaF 挥发热力学动力学

重复控制结合无电感参数解耦的直流充电桩VSR控制策略(英文)

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Journal of Measurement Science and Instrumentation 2024年

作者：刘沛津孙长贺何林张香瑞冯正明西安建筑科技大学理学院西安建筑科技大学机电工程学院

本文针对直流充电桩整流模块在弱电网下稳定性降低、充电过程中开关器件死区和非线性等导致的网侧电流总谐波畸变率较高的问题，提出重复控制结合无电感参数解耦方法的控制策略。首先，在电流内环构造并联重复控制，设计基于并联结构的... 详细信息

本文针对直流充电桩整流模块在弱电网下稳定性降低、充电过程中开关器件死区和非线性等导致的网侧电流总谐波畸变率较高的问题，提出重复控制结合无电感参数解耦方法的控制策略。首先，在电流内环构造并联重复控制，设计基于并联结构的PI+重复控制器，针对补偿环节，选取二阶低通滤波器对系统进行校正，在不增加滤波装置的情况下，主动抑制网侧电流谐波，有效提高并网电流质量。其次，基于合成矢量法，通过建立两相同步旋转坐标系矢量微分方程，设计控制器参数实现主极点对消，从而实现无电感参数解耦，以应对弱电网下网侧电感波动对控制系统稳定性的影响。在理论和仿真分析的基础上，将所提控制策略嵌入自主开发的直流充电桩整流模块数字信号处理器，设计模拟动态和稳态运行实验，并进行对比分析，证明了控制策略的可行性。

关键词：弱电网直流充电桩VSR 重复控制无电感参数解耦

激光焊接不锈钢H形截面轴压短柱截面承载力研究

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建筑结构学报 2024年第2期45卷 226-236页

作者：冉红东陈展鹏贺垚垚马云美孙瑶西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室陕西西安710055 中国建筑西北设计研究院有限公司陕西西安710018 西交利物浦大学土木工程系江苏苏州215123

为研究激光焊接奥氏体不锈钢H形截面轴心受压构件截面承载性能,对9根激光焊接不锈钢H形截面短柱进行轴心受压试验,分析了紧凑和薄柔截面短柱的截面承载力和组成板件的局部稳定性能。试验结果表明:紧凑截面短柱存在较明显的应变硬化阶段... 详细信息

为研究激光焊接奥氏体不锈钢H形截面轴心受压构件截面承载性能,对9根激光焊接不锈钢H形截面短柱进行轴心受压试验,分析了紧凑和薄柔截面短柱的截面承载力和组成板件的局部稳定性能。试验结果表明:紧凑截面短柱存在较明显的应变硬化阶段,其极限承载力高于全截面屈服承载力;而薄柔截面短柱由于板件局部屈曲,其极限承载力低于全截面屈服承载力。利用ABAQUS建立了短柱有限元数值模型,基于短柱试验结果验证了有限元模型的适用性,并对激光焊接不锈钢H形截面轴压短柱开展参数分析,研究了局部几何初始缺陷和焊接残余应力对短柱截面承载性能的影响。结合试验和有限元数值分析结果,对CECS 410:2015《不锈钢结构技术规程》轴心受压构件截面承载力设计公式进行评估,结果表明,我国现行规范设计结果普遍偏保守。通过应变硬化影响系数和修正有效宽度折减计算系数对CECS 410:2015中相关计算公式进行修正,修正后公式能够准确预测焊接不锈钢H形截面轴心受压构件截面承载力。

关键词：不锈钢短柱激光焊接静力试验有限元分析局部稳定截面承载力应变硬化

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丙酮酸生物代谢途径及代谢控制的研究进展

环境化学 2024年

作者：牛屹帆董婷婷李杏泽丁聪杜雨晨王茹袁林江西安建筑科技大学环境与市政工程学院西安建筑科技大学陕西省环境工程重点实验室西安建筑科技大学西北水资源与环境生态教育部重点实验室

丙酮酸作为生物代谢途径的重要中间产物，在代谢过程中起着枢纽作用，其又作为一种可再生资源，是众多大宗化学品的前驱体.与传统化学方法相比，生物技术法生产丙酮酸具有环境友好、过程高效、可持续发展等优势.本文总结了丙酮酸生物代... 详细信息

丙酮酸作为生物代谢途径的重要中间产物，在代谢过程中起着枢纽作用，其又作为一种可再生资源，是众多大宗化学品的前驱体.与传统化学方法相比，生物技术法生产丙酮酸具有环境友好、过程高效、可持续发展等优势.本文总结了丙酮酸生物代谢的主要途径及原理；从生物合成、分解、关键酶调控方面总结了生物自身代谢丙酮酸的调控机制；综述了通过基因敲除、选育营养缺陷型菌株、设计及应用丙酮酸脱氢酶系抑制剂等手段阻断丙酮酸代谢途径等系列工作；介绍以丙酮酸脱氢酶系等关键酶为切入点进行代谢过程控制的方法可行性；构建了以丙酮酸或以其为纽带进行废物资源化回收利用的愿景.以期为生物技术法高效生产丙酮酸提供理论借鉴，推动以丙酮酸或以其为纽带进行废物资源化的研究进程.

关键词：丙酮酸代谢途径代谢控制资源化回收利用