检索结果-内蒙古大学图书馆

地震工程与工程振动 2022年第5期42卷 63-69页

作者：纪金豹胡宗祥杨森北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室北京100124

为推动高性能的智能化抗震试验平台建设,实现振动台控制算法的智能升级和优化,文中以地震模拟振动台的智能控制为研究对象,提出了一种基于LSTM(长短时记忆网络)的振动台深度学习控制器框架,通过LSTM对三参量控制器的输入-输出关系进行... 详细信息

为推动高性能的智能化抗震试验平台建设,实现振动台控制算法的智能升级和优化,文中以地震模拟振动台的智能控制为研究对象,提出了一种基于LSTM(长短时记忆网络)的振动台深度学习控制器框架,通过LSTM对三参量控制器的输入-输出关系进行学习和模拟,验证了该控制器的可行性和有效性。针对LSTM依赖于完整且连续轨迹才能保存记忆的局限性,提出了一种基于LSTM闭环控制的实时反馈信号处理方法,即通过单独保存隐层状态“h”和长期记忆状态“c”的方式,避免了LSTM控制器在接收实时反馈信号时会因不断重置而丢失过往记忆。仿真结果表明,通过监督学习的训练方式,深度学习控制器能够有效逼近三参量算法的控制性能,较好地再现地震波加速度时程曲线,这说明深度学习控制器在处理非线性控制问题上具备足够的潜能。

关键词：地震模拟振动台三参量控制深度学习闭环控制 LSTM

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仿生六足折纸机器人结构设计与运动分析

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浙江大学学报（工学版） 2024年第8期58卷 1543-1555页

作者：曹东兴贾艳超郭翔鹰毛佳佳北京工业大学数学统计学与力学学院北京100124 北京工业大学机械结构非线性振动与强度北京市重点实验室北京100124 北京工业大学机械与能源工程学院北京100124

针对现有折纸机器人组成结构单一,运动不够灵活的问题,将折纸结构与多足机器人设计相结合,耦合三浦折纸和六折痕折纸,提出新型的仿螃蟹六足折纸机器人设计方案,扩展了折纸机器人的运动构型,提升了折纸机器人的运动灵活性.在面对称假设下... 详细信息

针对现有折纸机器人组成结构单一,运动不够灵活的问题,将折纸结构与多足机器人设计相结合,耦合三浦折纸和六折痕折纸,提出新型的仿螃蟹六足折纸机器人设计方案,扩展了折纸机器人的运动构型,提升了折纸机器人的运动灵活性.在面对称假设下,该机器人单足具有2个自由度,此时将机器人腿部顶点等效为关节,轴线折痕等效为连杆,建立机器人腿部的平面连杆等效模型,并以折面夹角为运动变量,通过仿真计算得出机器人足端的理论运动范围.利用楔形面板技术对折面增厚并避免相邻折面发生物理干涉,建模得到折纸仿螃蟹六足机器人的三维模型.基于平面连杆的等效模型,分析折面夹角与足端运动之间的联系,设计确定机器人的足端运动轨迹与运动步态.利用3D打印技术设计并制作折纸仿生六足机器人试验样机,基于STM32单片机控制实现了机器人三横向角步态运动.结果表明,该折纸仿生机器人可以实现平面构型到仿螃蟹构型的转换,在6条腿的协同运动下,机器人可以平稳地左右横向移动.

关键词：六足机器人仿生六折痕折纸三浦折纸运动分析

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钢筋混凝土连续梁抗连续倒塌压拱机制的数值分析

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北京工业大学学报 2024年第11期50卷 1350-1358页

作者：李易刘永超程小卫孙海林北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室北京100124 中国建筑设计研究院有限公司北京100044

为了验证既有结构抗连续倒塌压拱(compressive arch action,CAA)机制理论在工程尺度中的适用性问题,基于有限元分析软件LS-DYNA建立了钢筋混凝土连续梁的全精细数值模型,并通过已有实验验证了该模型的可靠性。基于该模型建立9个足尺结... 详细信息

为了验证既有结构抗连续倒塌压拱(compressive arch action,CAA)机制理论在工程尺度中的适用性问题,基于有限元分析软件LS-DYNA建立了钢筋混凝土连续梁的全精细数值模型,并通过已有实验验证了该模型的可靠性。基于该模型建立9个足尺结构的数值模型,考虑了工程常用的截面高度、跨度和配筋率。基于数值模拟的结果,分析了上述结构参数对CAA机制发展的影响。结果表明:随着配筋率的增大,CAA机制对结构抗连续倒塌的增强作用逐渐降低;在9~12的跨高比范围内,CAA机制对结构抗连续倒塌的增强作用提升,而在12~15的跨高比范围内,增强作用降低。

关键词：钢筋混凝土连续梁连续倒塌压拱(compressive arch action CAA)机制倒塌抗力倒塌变形

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地震超材料设计方法研究进展

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材料导报 2023年第S01期37卷 132-138页

作者：石南南刘晗罗方慧王利辉李振宝北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124 北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室北京100124

地震超材料是在亚波长范围内设计的能够改变地面局域特性的人工复合材料,其周期排列组成的周期结构对调控波和波衰减具有明显的效果,通常基于布拉格散射或局域共振机制产生带隙,使带隙范围内的地震波无法通过。对于地震超材料的研究,其... 详细信息

地震超材料是在亚波长范围内设计的能够改变地面局域特性的人工复合材料,其周期排列组成的周期结构对调控波和波衰减具有明显的效果,通常基于布拉格散射或局域共振机制产生带隙,使带隙范围内的地震波无法通过。对于地震超材料的研究,其构型设计十分关键。然而,传统的结构设计方法依赖研究者的经验和大量重复的尝试,效率低且难以满足设计需求。随着计算机性能的发展和各种模型算法的提出,使逆向设计结构构型成为可能,以深度学习为代表的逆向设计方法可以在更广阔的参数空间寻找最优结构分布。本文对地震超材料设计方法的研究进行综述,介绍传统的设计研究和逆向设计的常用方法及其应用,并对深度学习在周期结构逆向设计的应用进行阐述。最后指出当前研究中所存在的问题,并对地震超材料结构设计领域未来的发展进行展望。

关键词：地震超材料周期结构拓扑优化深度学习逆向设计

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一种形状记忆合金半主动TMD系统的试验研究

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地震工程与工程振动 2024年第2期44卷 81-88页

作者：闫路悦黄浩宇李易北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室北京100124 纽卡斯尔大学工程学院纽卡斯尔NE17RU

针对调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)系统应用于轻型结构时易失调从而导致减振效果下降的问题,提出了一种新型形状记忆合金半主动TMD系统。该系统利用钢索悬吊质量块并承担其全部重量,使用有效截面为矩形的大尺寸镍钛形状记忆合... 详细信息

针对调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)系统应用于轻型结构时易失调从而导致减振效果下降的问题,提出了一种新型形状记忆合金半主动TMD系统。该系统利用钢索悬吊质量块并承担其全部重量,使用有效截面为矩形的大尺寸镍钛形状记忆合金棒材,提供TMD系统水平面2个方向不同的抗弯刚度。为了研究该系统的半主动性能,进行了足尺形状记忆合金半主动TMD系统的自由振动试验,通过改变形状记忆合金的工作温度,研究了温度变化对TMD系统频率及阻尼比的影响。研究结果表明,控制形状记忆合金工作温度从-40~+80℃,TMD系统的频率随温度升高呈现升高趋势,而阻尼比随温度升高呈现下降趋势。将该新型形状记忆合金半主动TMD系统应用于受控结构中,一旦TMD失调,可以通过改变形状记忆合金的温度使其重新调谐。因此,设计的新型形状记忆合金TMD系统在轻型结构减振研究中具有一定的工程应用价值和前景。

关键词：振动控制半主动控制形状记忆合金调谐质量阻尼器失调

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多维受力状态下剪力墙及框架-剪力墙结构抗震性能分析及评估

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振动工程学报 2025年

作者：程扬何浩祥许卫晓杨伟松北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室青岛理工大学土木工程学院

为系统地对多维地震作用下的剪力墙及框架-剪力墙结构抗震性能进行研究，制作三片缩尺比为1/2的钢筋混凝土剪力墙试件和一榀缩尺比为1/3的钢筋混凝土框架-剪力墙试件，并进行低周往复加载。为研究剪力墙试件在不同受力方向下的抗震性能... 详细信息

为系统地对多维地震作用下的剪力墙及框架-剪力墙结构抗震性能进行研究，制作三片缩尺比为1/2的钢筋混凝土剪力墙试件和一榀缩尺比为1/3的钢筋混凝土框架-剪力墙试件，并进行低周往复加载。为研究剪力墙试件在不同受力方向下的抗震性能，分别使其承受斜向、面内及面外方向的加载；囿于加载场地限制仅对框架-剪力墙试件进行面内方向的加载。分析试件的宏观破坏现象、裂缝开展、滞回曲线、骨架曲线及刚度退化曲线等性能指标的特性。进而提出能较精确地反映剪力墙构件损伤演变过程及最终损伤程度的综合损伤指标计算公式。在标定试验的基础上，利用有限元软件对剪力墙及框架-剪力墙结构进行多个角度低周往复加载模拟，对比分析两类结构在不同加载角度下的抗震性能表现及破坏模式。结果表明：剪力墙及框架-剪力墙结构的承载能力、耗能能力及抗侧刚度等指标随加载角度的不断增大而减小，且在面外加载下，两类结构的裂缝发展及破坏模式发生显著变化。亟需对两类结构在多维受力状态下的抗震性能加以深入分析及提升。

关键词：多维受力剪力墙框架-剪力墙损伤评估破坏模式裂缝发展

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振动台与偏心负载相互作用的机理研究

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振动与冲击 2023年第3期42卷 330-338页

作者：王巨科李小军刘爱文陈苏傅磊李芳芳中国地震局地球物理研究所北京100081 北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室北京100124 天津城建大学天津市土木建筑结构防护与加固重点实验室天津300384

为研究振动台与偏心负载的相互作用机理,构建了振动台与偏心负载的传递函数矩阵,研究了负载与振动台的质量比、转动惯量比,以及负载重心和激振器分别至振动台台面中心距离的比(偏心距离比)对传递函数矩阵的影响。结果表明:质量比对传递... 详细信息

为研究振动台与偏心负载的相互作用机理,构建了振动台与偏心负载的传递函数矩阵,研究了负载与振动台的质量比、转动惯量比,以及负载重心和激振器分别至振动台台面中心距离的比(偏心距离比)对传递函数矩阵的影响。结果表明:质量比对传递函数矩阵的影响最大,偏心距离比次之,转动惯量比最小。由于振动台-负载相互作用的影响,振动台的有效工作频段下降了71.13%,两激振器间的耦合作用被放大了至少37.15倍。基于以上研究,提出了一种实时补偿控制策略的拓展形式,并分别从频域和时域角度分析了所提策略的有效性。分析表明,两个激振器复现地震动记录的波形相关系数分别提升了14.04%和4.78%,所提出的控制策略能够很好的补偿振动台与偏心负载间的相互作用。

关键词：振动台偏心负载振动台-负载相互作用影响研究实时补偿

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电化学脱合金调控铂基氧还原催化剂表面结构的研究进展

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北京工业大学学报 2025年第2期51卷 214-228页

作者：徐伟洪武晓梅柯小行隋曼龄北京工业大学材料与科学工程学院固体微结构与性能北京市重点实验室北京100124

铂基纳米结构催化剂因其高活性而成为质子交换膜燃料电池阴极最有应用前景的氧还原催化剂。电化学脱合金能够通过调节铂基催化剂的表面结构提升催化剂性能,并且兼具简单易行、低成本等优点,成为优化铂基催化剂的有效手段之一。重点介绍... 详细信息

铂基纳米结构催化剂因其高活性而成为质子交换膜燃料电池阴极最有应用前景的氧还原催化剂。电化学脱合金能够通过调节铂基催化剂的表面结构提升催化剂性能,并且兼具简单易行、低成本等优点,成为优化铂基催化剂的有效手段之一。重点介绍电化学脱合金在铂基催化剂的微结构调控中的应用研究进展。首先,对铂基氧还原催化剂的电化学脱合金机理进行了归纳总结;其次,从纳米催化剂(组分、粒径、表面暴露晶面)和电化学脱合金条件(电位、扫描速率、气氛)两大方面分析了电化学脱合金在铂基催化剂微观结构调控中的机理,并对其未来的研究发展进行了展望。

关键词：燃料电池铂基催化剂氧还原反应透射电子显微学电化学脱合金微结构

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螺旋形压电悬臂梁多方向振动能量采集器设计及性能分析

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传感技术学报 2024年第4期37卷 551-557页

作者：曹东兴詹昌海李莎莎毛佳佳北京工业大学材料与制造学部机械结构非线性振动与强度北京市重点实验室

为适应振动环境多方向激励输入，提出一种基于螺旋形压电悬臂梁结构的多方向振动能量采集器。首先把聚偏氟乙烯（PVDF）粘贴在紫铜基层上组成螺旋压电片，进一步由四个螺旋压电片组成双向耦合的振动能量采集器。通过有限元仿真和实验分... 详细信息

为适应振动环境多方向激励输入，提出一种基于螺旋形压电悬臂梁结构的多方向振动能量采集器。首先把聚偏氟乙烯（PVDF）粘贴在紫铜基层上组成螺旋压电片，进一步由四个螺旋压电片组成双向耦合的振动能量采集器。通过有限元仿真和实验分析单螺旋压电片和四片耦合的多方向振动能量采集器的振动特性及能量采集特性，探讨了螺旋形结构几何参数和附加质量对其固有频率的影响、负载电阻对其输出功率的影响以及在不同负载下的开路输出电压和功率。结果表明，半径、径向节距、配重质量和厚度对对单片螺旋压电片的固有频率影响较大。通过对其附加5 g和10 g附加质量，将第一阶固有频率从无附加质量的29 Hz分别降至22 Hz和18 Hz;最佳外接电阻为1×10～7Ω,峰值电压和功率分别为12 V和7μW。对于由四片螺旋压电片组成的多方向振动能量采集器，结果表明其在5 m/s2加速度激振器激励时，输出电压最高可达17 V,具有良好的低频振动能量多方向采集的效果。

关键词：振动能量采集螺旋压电梁多方向低频振动固有频率

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文物展柜隔震装置的振动台试验研究

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工程抗震与加固改造 2023年第2期45卷 99-106页

作者：纪金豹杨森张伟祺北京工业大学工程抗震与结构诊治北京重点实验室北京100124

为有效保护馆藏文物,减小地震损害,设计并研制了一种直线导轨式文物展柜水平隔震装置。根据某一博物馆展柜及文物建立了2个等比例模型,在其中一个展柜底部安装隔震器,与不加隔震器的展柜同时进行振动台试验,对比测试隔震器的隔震性能。... 详细信息

为有效保护馆藏文物,减小地震损害,设计并研制了一种直线导轨式文物展柜水平隔震装置。根据某一博物馆展柜及文物建立了2个等比例模型,在其中一个展柜底部安装隔震器,与不加隔震器的展柜同时进行振动台试验,对比测试隔震器的隔震性能。通过加载水平单向地震波,测试了文物展柜隔震系统的自振特性,对比分析了文物展柜隔震系统的位移响应、加速度响应和减震率。试验结果表明:在不同类型和不同强度的地震波作用下,相比非隔震条件,文物展柜隔震系统的位移及加速度响应较小,能保持稳定振动状态;隔震装置的减震率在60%以上,行程始终在容许范围内,且复位能力较好。因此,本隔震装置的隔震效果很好。

关键词：文物展柜直线导轨隔震装置水平隔震振动台试验

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