兰州理工大学学报

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电压对纯镁微弧氧化膜层电化学腐蚀行为的影响

马颖, 张青菊, 安凌云, 王兴平, 孙乐, 王晟

2020 (3): 1-6.

摘要 ( 278 )

PDF(3796KB) ( 316 )

采用循环伏安(CV)、动电位极化(Tafel)和电化学阻抗谱(EIS)技术、结合纯镁微弧氧化膜微观形貌,研究电压对膜层电化学腐蚀行为的影响.结果表明:电压对膜层耐蚀性影响显著,随着电压升高,膜层耐蚀性增强,这是因为较厚的膜层厚度为抵御腐蚀介质的侵蚀提供了良好的物理屏障.在整个腐蚀试验过程中,高电压下制备的膜层经历三个阶段:腐蚀介质逐渐渗入膜层,腐蚀介质渗透膜层到达膜基面侵蚀基体,腐蚀产物填充微孔和微裂纹等缺陷.相比而言,低电压下制备的膜层随着浸泡时间的延长,膜层外部疏松层和内部致密层的电阻均逐渐减小,致使耐蚀性降低,最终膜层完全失效.

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纳米多孔Ni的制备及其电催化析氢性能研究

周琦, 段德东, 郑诚

2020 (3): 7-12.

摘要 ( 359 )

PDF(3176KB) ( 406 )

采用快速凝固结合脱合金的方法制备纳米多孔Ni,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对试样进行物相分析和形貌表征,并使用线性扫描伏安(LSV)、循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)等方法测试纳米多孔Ni电极的电催化析氢性能.结果表明:Ni₅Al₉₅前驱体合金在65 ℃条件下经4 h脱合金化后获得多层次、双连续的纳米多孔Ni.在50 mA·cm^－2电流密度下,25 ℃时析氢过电位为257 mV,双电层电容为4.7 mF·cm^－2,在析氢反应过程中表观活化能为26.06 kJ·mol^－1,电化学脱附是整个反应的控制步骤.经过1 000圈循环伏安耐久实验后,纳米多孔Ni电极在25 ℃下极化曲线基本保持原状,50 mA·cm^－2电流密度下析氢过电位减小6 mV,表现出优良的析氢稳定性.

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Fe-C二元合金包晶相变的相场法模拟

冯力, 仲军和, 王军, 安国升, 王怀志, 高亚龙

2020 (3): 13-17.

摘要 ( 253 )

PDF(2296KB) ( 418 )

以Fe-0.79 mol%C二元合金为例,采用多相场法,模拟研究了包晶相变过程中不同过冷度下奥氏体的演化过程,讨论了过冷度对奥氏体生长速度与形貌的影响.结果表明:包晶反应过程中,在界面迁移率与溶质富集的影响下,靠近三相节点处的部分δ相重熔,导致γ相向δ相内生长;当液相中的球状δ相表面发生包晶相变时,γ相作为一个外壳包围着δ相生长,最后在δ相周围形成一层γ相的核壳;随着过冷度的增加,包晶相变的驱动力增加,γ相的生长速度加快,γ相包围δ相的量越多。

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约束电爆过程中石墨的纳米化机制

朱亮, 刘秋华, 王旭东

2020 (3): 18-22.

摘要 ( 214 )

PDF(5629KB) ( 367 )

利用自行研制的约束电爆石墨制备低维纳米碳装置,通过改变初始充电电压与约束管管径进行系列性电爆实验,实验中对气溶胶形式的电爆产物进行原位取样,并进行显微分析.结合电爆产物显微分析结果和约束管中能量密度与电爆产物粒径间的关系,对电爆过程中石墨的纳米化机制进行研究.研究结果表明:电爆过程中约束管内产生的机械压缩波能够对石墨施加瞬间高压使石墨碎化,这一压缩波在传播过程中对已碎化的石墨进行反复冲击与剥离,从而导致石墨颗粒从约束管中喷射而出.在喷射过程中,石墨颗粒之间以及石墨颗粒与约束管壁之间不断发生碰撞,致使石墨颗粒进一步碎化,并形成低维纳米碳.

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丝电爆制备纳米颗粒的电参数对能量沉积的影响

张爱华, 马明敏, 朱亮

2020 (3): 23-27.

摘要 ( 191 )

PDF(1166KB) ( 454 )

丝电爆过程中的能量沉积直接关系到所制备的纳米颗粒的粒径分布.为研究电参数对此过程中能量沉积的影响,通过改变电极类型与气隙长度进行丝电爆实验,实验中使用高采样率的示波器采集电压电流波形,并对金属丝沉积能量与制备的纳米颗粒的粒径分布进行分析.研究结果表明:丝电爆电流中存在幅值很高的谐波成分,谐波沉积能量对金属丝总沉积能量有贡献,并能够影响所制备的纳米颗粒的平均粒径.在两类电极之间,谐波沉积能量占比与总沉积能量在使用平行电极时多于使用同轴电极时,缩短放电气隙能够减少谐波沉积能量占比和总沉积能量.使用平行电极制备的纳米颗粒的平均粒径较小,说明此条件下总沉积能量增多.

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静电纺丝法制备YAG-ZrO₂复合纳米纤维

何玲, 秦兴文, 冯玉洁, 潘莉莉, 孙卫民, 李文生

2020 (3): 28-33.

摘要 ( 234 )

PDF(3077KB) ( 299 )

运用静电纺丝技术结合热处理工艺成功制备了形貌光滑、尺寸均匀的YAG-ZrO₂复合纳米纤维.采用XRD、FT-IR和SEM探索了电压与浓度对复合纤维物相及形貌的影响.结果表明:电压为25 kV、PVA质量分数为11%时得到表面光滑、尺寸均一的复合纤维前躯体.前驱体纤维经过1 200 ℃煅烧5 h后,具有较高的结晶度,直径约为500 nm且比较均匀.为了使YAG-ZrO₂纤维增强的复合材料具有自检性,研究了YAG-ZrO₂纤维的发光性能,发现用290 nm紫外光激发YAG-ZrO₂:Tb³⁺复合纳米纤维,在581 nm处出现明显的发射峰,并发出绿光,这一现象属于Tb³⁺的⁴D₄→⁷F₄跃迁.应力-发光实验结果表明,YAG-ZrO₂:Tb³⁺纤维可以实现对铝基复合材料应力-应变的检测.

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断纸面刀辊的加工方法分析与优化

剡昌锋, 严鹏飞, 沈光飞, 高刚刚, 苟卫东

2020 (3): 34-38.

摘要 ( 248 )

PDF(1381KB) ( 515 )

针对机械加工中断纸面刀辊类零件在加工过程中容易产生变形的问题,对其进行了自身重力、切削力及切削热影响变形的分析,提出了一种变形明显较小的断纸面刀辊的加工方法.该方法基于断纸面刀辊工件的装夹、进给方式及支撑方式的确定来实现.主要是将断纸面刀辊左右两端用卡盘装夹,进给方式选用由左端至右端的反向车削方式,同时在左右两端之间添加可移动辅助支撑,辅助支撑可随加工过程的需要而移动.通过ABAQUS分析不同跨距和不同刚度下的变形情况,仿真比较了两辅助支撑与单辅助支撑下的位移变形,验证了单辅助支撑的断纸面刀辊加工方法可达到两辅助支撑的效果,且节省材料,降低成本.

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基于EEMD与模糊信息熵的旋转机械故障诊断方法

赵荣珍, 张琛, 邓林峰

2020 (3): 39-44.

摘要 ( 345 )

PDF(1653KB) ( 497 )

针对旋转机械故障识别率偏低的问题,提出一种基于EEMD与模糊信息熵的旋转机械故障诊断方法.该方法结合EEMD分解和模糊信息熵在特征提取方面的优势,构造出一种能够精细度量不同类别振动信号故障概率复杂度的特征集合.首先将原振动信号进行EEMD分解,获得若干个本征模态函数(IMFs);计算出前5个高频IMF分量的模糊信息熵组成高维特征集;利用LPP对高维特征集进行维数约简剔除冗余不相关特征;最后将约简后的样本集输入到KNN分类器中进行故障识别.用双跨转子实验台采集的数据对所述方法进行验证,并与EMD模糊熵、EMD模糊信息熵、EEMD模糊熵方法进行故障识别率对比,结果表明该方法能够有效提取转子振动信号的故障特征,并且具有更高的故障识别率.

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固体颗粒物致液压阻尼孔阻塞的形成机理

刘新强, 冀宏, 孙飞, 李娜娜, 张建军

2020 (3): 45-49.

摘要 ( 281 )

PDF(3060KB) ( 575 )

针对固体颗粒物致液压阻尼孔阻塞的问题,运用软件Fluent中的欧拉-欧拉多相流模型对细长孔型的液压阻尼孔流域进行三维固液两相流数值计算与分析.研究结果表明:在阻尼孔入口附近,固体颗粒物处于堆状淤积状态,固相体积分数沿中心轴线流动方向存在“阶跃”现象,且固相体积分数随油液黏度的增大而减小,并随颗粒物密度的增大而增大.阻尼孔进口中心区域颗粒的淤积是形成阻尼孔阻塞的主要原因.

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低比转速离心泵非定常空化流动特性

赵伟国, 王桂鹏, 赵国寿, 夏添

2020 (3): 50-56.

摘要 ( 320 )

PDF(3593KB) ( 476 )

为了研究低比转速离心泵的空化流动特性,基于SST k-ω湍流模型和ZGB空化模型,在不同进口压力条件下对离心泵内部空化流动进行三维非定常数值模拟,研究了离心泵在发生空化时不同位置的压力脉动规律和空泡体积变化规律.结果表明:空化发生后叶轮压力脉动主频为叶频,流道进口处次频脉动幅值增长明显;空化时叶轮流道靠近叶轮出口处的压力脉动幅值增长率与叶轮流道进口处压力脉动幅值增长率相比增长更明显;空化时叶轮流道进口处的压力脉动与叶轮流道、出口及隔舌处压力脉动相比存在迟滞现象;空化过程中空泡体积的增长过程是非线性的.

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前缘脱层对风力机翼型流场和气动性能的影响

李仁年, 于佳鑫, 李德顺, 李银然

2020 (3): 57-63.

摘要 ( 250 )

PDF(3908KB) ( 465 )

为研究前缘磨损对翼型气动性能的影响,以风力机专用翼型S809为研究对象,采用SST k-ω湍流模型进行数值计算,研究不同前缘脱层深度对翼型流场和气动性能的影响.结果表明:前缘脱层改变了翼型形状,使得前缘流动变为台阶流动,造成后缘分离区变大、分离点前移.随着脱层深度和攻角的增大,吸力面前缘回流漩涡和后缘分离区由相互独立状态变为完全融合.同一攻角下,前缘脱层对前缘的压力系数影响较大.攻角小于3°时,前缘脱层对翼型的升、阻力系数影响较小,攻角大于3°后,随着脱层程度的加深,翼型的升力系数逐渐减小,阻力系数逐渐增大.相对于光滑翼型前缘脱层翼型升力损失率最高达55.08%,阻力增长率最大达150.48%.

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水平轴风力机尾流湍流结构的时空演化

李德顺, 胡进森, 于佳鑫, 郭涛, 焦选平, 李仁年

2020 (3): 64-69.

摘要 ( 283 )

PDF(2002KB) ( 669 )

基于小波变换的分析方法,结合致动线模型和大涡模拟研究了一台33 kW水平轴风力机尾流湍流结构的时空演化过程.研究发现,随着距风轮平面距离的增大,尾流中各测点的平均速度先减小后逐渐增大,速度波动的幅值呈减小趋势;风轮后7倍直径内,速度曲线具有明显的周期性,反映出脱落涡通过频率为1.80 Hz,其为风轮旋转频率的两倍.风轮后1倍直径测点处的叶尖涡所在的频率为0.78~25.00 Hz,形成的涡管通过该测点的时间约为0.32 s,涡管直径约为1.83 m;3倍直径测点处出现了0.15~0.78 Hz的低频率湍流结构;7倍直径测点处叶尖涡的频率为1.56~25.00 Hz,相比7倍直径测点之前的叶尖涡频率范围有大幅减小;8倍直径测点处,与近尾流区域相似的叶尖涡的涡管形状消失;9倍直径测点处叶尖涡基本完全耗散.

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主蒸汽隔离阀地震概率易损性分析

俞树荣, 陈栋然, 薛睿渊, 张希恒

2020 (3): 70-74.

摘要 ( 232 )

PDF(1765KB) ( 673 )

采用有限元软件对主蒸汽隔离阀进行等效静力计算,确定其抗震薄弱点,并运用概率易损性方法计算主蒸汽隔离阀的抗震裕度.计算结果表明:主蒸汽隔离阀的抗震薄弱点随着地震震动的放大会发生转移.经过计算,确定主蒸汽隔离阀的抗震薄弱点为支架,计算出支架在95%置信度、5%失效概率下的抗震能力为11.14g,在此基础上绘制了主蒸汽隔离阀在弹性失效模式下的不同置信水平的易损性曲线,梳理了核电阀门抗震裕度的计算方法,论证了在超设计基准地震发生时,抗震裕度对于抗震安全的重要性.

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TiO₂纳米颗粒胶体活化系统设计及流场仿真分析

宋孝宗, 姚统, 徐国敏

2020 (3): 75-80.

摘要 ( 185 )

PDF(4111KB) ( 432 )

紫外光(UV)诱导纳米颗粒胶体射流加工可实现硬脆晶体材料亚纳米级超光滑表面的加工,根据其材料去除原理可知,伴随抛光过程的进行,胶体中TiO₂纳米颗粒表面会吸附一层工件表面的被去除原子,从而影响TiO₂纳米颗粒胶体的活性和光催化性.为了实现TiO₂纳米颗粒胶体的循环使用,基于O₃/UV高级氧化法对使用后的TiO₂纳米颗粒胶体再活化机理进行了研究,同时结合紫外光诱导纳米颗粒胶体射流加工系统设计了TiO₂纳米颗粒胶体活化系统,对系统内的再活化反应室结构进行了流体动力学仿真,仿真结果表明其结构设计满足TiO₂纳米颗粒胶体的活化要求.

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基于拉普拉斯变换技术的配电网概率潮流算法

陈伟, 夏春辉, 裴喜平

2020 (3): 81-87.

摘要 ( 256 )

PDF(1930KB) ( 437 )

由于分布式光伏电源接入地区配电网后,其随机性和相关性使得潮流变化具有一定的不确定性,因此针对光伏电源及波动负荷的不确定性,提出了一种基于拉普拉斯变换技术的半不变量法配电网概率潮流计算.通过拉普拉斯变换特性利用半不变量有效估计随机变量的概率密度函数或累积分布函数,进而描述含分布式光伏电源接入配电网的随机变化情况.为了验证组合半不变量和拉普拉斯变换技术,将仿真结果与蒙特卡洛模拟和基于最大熵原理的半不变量方法进行比较.IEEE-33节点算例表明所提方法具有较高的计算精度和较快的计算速度,与基于最大熵原理的半不变量法相比计算负担更低.

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双包层As₂Se₃硫化物光子晶体光纤受激布里渊散射慢光

侯尚林, 王冬晔, 雷景丽, 李晓晓, 王惠琴, 曹明华

2020 (3): 88-93.

摘要 ( 182 )

PDF(2163KB) ( 399 )

研究了双包层As₂Se₃硫化物光子晶体光纤内、外包层结构对受激布里渊散射慢光特性的影响.在分析双包层As₂Se₃硫化物光子晶体光纤结构对布里渊增益谱的影响时,考虑了声场的高阶模式.研究结果表明,内包层占空比的变化对慢光特性影响较大,随内包层占空比的增加,布里渊增益谱的主峰逐渐降低,第二个峰值逐渐上升,时间延迟量增加,布里渊增益的变化趋势与其相似.但这些特性受外包层占空比的变化影响较小,布里渊增益谱的第二个峰值略微上升,而时间延迟及增益变化很小.因此双包层As₂Se₃硫化物光子晶体光纤的慢光特性受内包层占空比影响较大.而与内包层相比,这些特性受外包层占空比的影响较小.

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基于改进的高斯混合模型牙齿图像分割研究

包广斌, 杨旭鹏, 康宏

2020 (3): 100-104.

摘要 ( 307 )

PDF(1974KB) ( 492 )

针对边界模糊和对比度低的口腔CT图像中牙齿目标区域提取难的问题,提出了一种基于高斯混合模型与K-均值的改进聚类分割算法.该算法首先通过各向异性滤波对图像预处理,实现去噪平滑的同时增强图像的细节;然后利用K-均值完成初始划分,并根据分类后的像素值给出EM算法迭代的初始值,加快算法迭代到最优解,从而大大降低算法迭代次数,有效解决EM算法求解参数时随机选取初值点易导致GMM陷入局部最优解的问题,进而使分割区域完整;最后利用EM算法学习GMM,完成ML分割.实验结果表明:改进方法降低了计算复杂度,对噪声具有较强的鲁棒性,可获得更为理想的分割结果.

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基于级联卷积神经网络的人脸特征点识别算法实现

张云, 李岚

2020 (3): 105-109.

摘要 ( 534 )

PDF(862KB) ( 1793 )

针对在有冗余图像信息干扰下进行人脸有效特征点提取时精度不高的问题,提出了基于级联卷积神经网络的人脸特征点检测算法.在该算法中:输入层读入规则化的原始图像,神经元提取图像的局部特征;池化层进行局部平均和降采样操作,对卷积结果降低维度;卷积层和池化层分布连接,迭代训练,输出特征点检测结果.该算法采用Python语言编程实现,在人脸数据集进行仿真实验,结果表明该算法对人脸特征点有较高的识别率.

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基于用户行为的教学视频内容质量评价方法

马栋林, 王孝通, 张澍寰, 郭娅婷

2020 (3): 110-115.

摘要 ( 308 )

PDF(904KB) ( 452 )

针对目前网络教学视频内容质量评价以主观方法为主,缺乏客观的质量界定标准的问题,提出一种基于用户观看行为的网络教学视频质量评价方法.该方法首先采集单个用户观看某个网络教学视频的行为数据,并对数据进行标准化处理;然后根据视频质量评价标准,实现数据标签化;再通过全连接神经网络,利用Softmax划分单个用户对网络教学视频内容质量的分类;最后,将所有用户观看该视频的分类加权平均后得到对该视频的综合评价.测试结果表明,该模型评价教学视频的准确率为79.5%,分类效果明显,具有较高的实用价值.

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基于增量迭代法的深基坑桩锚支护结构位移计算简化方法

周勇, 张昆玉

2020 (3): 116-121.

摘要 ( 267 )

PDF(1552KB) ( 583 )

针对深基坑桩锚支护结构工程的施工特点,提出采用增量法对深基坑桩锚支护结构进行设计研究,把深基坑因开挖引起的桩体位移这一非线性问题用近似的线性方法解决,用一系列线性的分段折线去代替非线性曲线.考虑到基坑开挖过程中桩锚支护结构位移的影响,推导出基于桩体位移的土压力模型的位移计算公式,再运用迭代法对每步求出的桩体位移量进行修正,避免增量法计算产生的误差累计叠加.结合工程实例,把上述方法用Matlab编制成计算程序,将计算结果与有限元模拟软件Plaxis的模拟结果以及常规增量法对比分析,结果表明,用提出的简化方法计算桩体位移更加接近工程实际,较常规增量法更为准确.

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陶瓷再生混凝土力学性能及微观结构分析

乔宏霞, 彭宽, 陈克凡, 李江川, 洪芬

2020 (3): 122-126.

摘要 ( 407 )

PDF(1962KB) ( 316 )

为了提高陶瓷的再生利用率,将陶瓷颗粒与陶瓷粉作为再生混凝土骨料与掺合料进行再生利用.设计了不同试验方案,对比分析了由复掺陶瓷颗粒、陶瓷粉构成的再生混凝土与单掺陶瓷粉构成的再生混凝土的力学性能.利用SEM以及X荧光分析方法,研究了不同方案下混凝土微观结构的变化规律,并依据微观性能,揭示了再生混凝土强度变化机理.研究表明:随着陶瓷颗粒掺量的增大,再生混凝土的抗压强度逐渐提高;陶瓷粉的掺入能显著提高再生混凝土内部水化反应速率,但混凝土的强度有所降低.

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考虑上下盘效应的Newmark设计谱

胡进军, 张艳静, 谢礼立

2020 (3): 127-132.

摘要 ( 246 )

PDF(5653KB) ( 240 )

以全球典型倾滑断层的近断层强震记录为依据,分析上/下盘效应对核电厂抗震设计谱的影响,为构建考虑近断层上/下盘效应的核电厂设计谱提供参考.基于上/下盘不同区域的近断层记录,分析Newmark方法中地震动峰值比控制参数AD/V²、V/A的取值,发现核电厂抗震设计谱的拐点周期随着强震记录的特点而改变,且AD/V²、V/A的取值受到上/下盘效应的影响.上盘记录的V/A值小于其它区域,而AD/V²值则大于其它区域.由于AD/V²与V/A的值决定了设计谱第三、第四个控制点周期,因此设计谱的谱形也受到影响.通过对比本次确定的设计谱与RG1.60设计谱,发现上/下盘效应对设计谱短周期段的谱值有显著的影响.这使得短周期段谱值增大,而对中长周期段的影响不明显.无论是设计谱的形状还是谱值大小,基岩场地设计谱的变化比土层场地的大.由此可见,在编制标准反应谱时建议考虑上/下盘效应的影响.

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带可替换耗能连接偏心支撑钢框架单调加载的受力性能分析

殷占忠, 安树桢, 孙向阳, 李锦铭, 张宪栋

2020 (3): 133-138.

摘要 ( 316 )

PDF(4901KB) ( 395 )

带可替换耗能连接的偏心支撑钢框架的框架梁由耗能连接和框架梁两部分构成,耗能连接具有震后替换方便、造价低等特点.采用Abaqus软件对10榀带可替换耗能连接的偏心支撑钢框架进行数值模拟.模拟中对该偏心支撑钢框架施加单调荷载,分析不同参数下可替换耗能连接及整个框架的承载能力、变形能力等力学性能.分析结果表明:带可替换耗能连接的偏心支撑钢框架能够很好地将结构的塑性变形集中在此耗能连接上,因此带有这种耗能连接的偏心支撑钢框架具有较高的承载力、延性、初始刚度,并且应力和应变分布较均匀.

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斜腹杆体外预应力结构杆索几何非线性耦合分析

宋彧, 何永利, 谢阳, 赵江连

2020 (3): 139-143.

摘要 ( 179 )

PDF(696KB) ( 316 )

采用增量线性化的分析方法,以斜腹杆体外预应力结构为研究对象,通过索单元模型的建立,应用几何关系、物理关系及平衡关系,求得索结点位移增量的结构切线刚度矩阵及腹杆伸缩增量列阵.研究表明,斜腹杆体外预应力结构切线刚度矩阵不仅与索单元杨氏模量、横截面面积、原长、当前的参量相关,还与腹杆当前的参量相关.用牛顿-拉斐逊(Newton-RaPhson)增量迭代法,对索结点位移编制计算程序.斜腹杆体外预应力结构杆索耦合的几何非线性分析,为梁-杆-索组合结构加固设计提供了理论依据.

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长江低漫滩地区紧邻地铁深基坑既有建筑物加固技术

邓会元, 戴国亮, 穆保岗, 龚维明, 钱程

2020 (3): 144-149.

摘要 ( 195 )

PDF(2969KB) ( 360 )

结合南京市河西地区紧邻地铁深基坑工程既有建筑物不同程度沉降开裂问题,提出超长钢管静压桩加固技术.为了提高房屋安全性,进一步提出工程静压桩和储备桩两道防线消险加固措施,在施工中分批次压入两道防线静压桩.通过监测加固前和加固后建筑物沉降变形,发现加固后建筑物受临近基坑施工影响显著变小,并且距离12 m处基坑施工的影响程度远小于距离220 m处基坑施工的影响程度.说明该加固方案有效降低了房屋的进一步沉降开裂问题,从而验证了长江低漫滩地区采用超长钢管静压桩提高建筑物抵抗变形能力的可靠性.

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参数未知的新超混沌Volta's系统的自适应同步

张志明, 张一帆, 李天增

2020 (3): 150-154.

摘要 ( 175 )

PDF(773KB) ( 267 )

在Volta's系统的基础上通过添加线性控制器得到一个新的超混沌系统.利用分统计岔图、Lyapunov指数谱和相图研究新系统随参数变化的超混沌和混沌行为,运用Lyapunov稳定定理和自适应控制理论, 实现了参数未知的两个超混沌系统的同步.计算机仿真结果验证了提出的方法的正确性和有效性.

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随机振动下镍钛形状记忆合金管接头的疲劳寿命分析

李有堂, 王标

2020 (3): 155-159.

摘要 ( 262 )

PDF(2364KB) ( 484 )

针对管路系统中Ni-Ti合金管接头随机振动问题进行了随机振动疲劳寿命分析.以某飞机典型液压管路中的Ni-Ti合金管接头为研究对象,采用基于高斯分布和Mine线性累计损伤定律的Steinberg法,得到了疲劳损伤的计算公式.基于描述Ni-Ti形状记忆合金超弹性和记忆效应的本构模型,建立了管接头有限元模型,进行模态分析和随机振动响应分析,并利用疲劳损伤的计算公式预测结构的疲劳寿命.结果表明:Ni-Ti形状记忆合金管接头在80 000 h的飞行寿命内是安全可靠的,为管接头的设计和优化提供了理论参考.

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机械载荷作用下功能梯度梁的过屈曲分析

马连生,贾金政

2020 (3): 160-164.

摘要 ( 172 )

PDF(2269KB) ( 289 )

基于一阶剪切变形梁理论,对轴向载荷作用下的功能梯度梁的过屈曲行为进行了研究.推导出功能梯度梁非线性静态问题的基本方程、并求得梁过屈曲的精确解.该精确解显式地给出了梁的过屈曲变形与外载荷的非线性关系.根据所得结果,考察了外载荷、材料性质、长细比以及不同的边界条件等因素对功能梯度材料梁过屈曲行为的影响.结果表明,梯度材料性质、横向剪切变形以及不同边界条件对功能梯度材料梁的过屈曲特性均有显著影响.

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在动静载荷作用下单圆弧波纹管膜片非线性稳定性分析

韩明君, 王伟兵, 李鸿瑞, 周朝逾

2020 (3): 165-172.

摘要 ( 186 )

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借助拟板法把单圆弧波纹管膜片处理成具有初挠度圆环板的组合结构.利用薄板薄壳的非线性弯曲理论,得到单圆弧膜片在静态和动态载荷协同作用下的非线性动力学方程组.给定该方程组的边界条件与连续条件,可以预测静态载荷及其动态载荷协同作用下膜片的挠度和张力,从而根据Galerkin方法得到单圆弧波纹管膜片非线性系统的受迫振动方程.根据Floquet指数研究了无外激励下系统的分岔问题,讨论了单圆弧波纹管膜片在平衡点领域的稳定性问题,同时考虑了系统在纯动态载荷作用和动静态载荷协同作用下其平衡位置的变化情况.研究结果表明单圆弧膜片系统在动静态载荷协同作用下比在纯动态作用下系统发生Hopf分岔更为滞后.

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