检索结果-内蒙古大学图书馆

中南大学学报（自然科学版） 2024年第10期55卷 3864-3872页

作者：陈宪麦邓燚陈楠王海波邓云强潘睿智中南大学土木工程学院湖南长沙410075 重载铁路工程结构教育部重点实验室湖南长沙410075 大秦铁路股份有限公司茶坞工务段北京101400

为研究具有内部缺陷的混凝土轨枕对轨道结构动力特性的影响,采用PFC软件建立二维混凝土轨枕模型,对其施加正弦循环荷载。在左侧钢轨下方的轨枕内部中心线设置横向、竖向裂缝,并考虑3个不同幅值荷载的作用,对比不同内部缺陷和幅值荷载下... 详细信息

为研究具有内部缺陷的混凝土轨枕对轨道结构动力特性的影响,采用PFC软件建立二维混凝土轨枕模型,对其施加正弦循环荷载。在左侧钢轨下方的轨枕内部中心线设置横向、竖向裂缝,并考虑3个不同幅值荷载的作用,对比不同内部缺陷和幅值荷载下钢轨、轨枕的动力响应。研究结果表明:对于均匀弹性基础上的轨枕,钢轨下方区域轨枕内部缺陷对钢轨的动力响应几乎无影响;只有裂缝周围的轨枕局部动力特性会受到影响,横向裂缝会导致裂缝下方轨枕的位移减小,竖向裂缝会导致裂缝周围局部位移增大,但影响很小;裂缝区域轨枕速度差别不大,但裂缝区域轨枕加速度幅值有突变,最大值约为无裂缝轨枕加速度的1.5倍,并且横裂缝轨枕的局部加速度幅值比竖裂缝的大;随着荷载幅值增加,裂缝对轨枕局部动力响应的影响加剧;采用离散元构建的非均质混凝土轨枕模型可以模拟带缺陷混凝土轨枕的相关问题,其得到的数值解可靠。

关键词：混凝土轨枕正弦循环荷载裂缝离散元动力响应

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基于Davidenkov本构模型的三维沉积盆地非线性地震动谱元法模拟

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岩土工程学报 2024年第7期46卷 1387-1397页

作者：巴振宁赵靖轩桑巧稚梁建文滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350 天津大学中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室天津300350 天津大学土木工程系天津300350 同济大学地下建筑与工程系上海200092

为研究三维沉积盆地内低波速土体非线性反应对近断层地震动的影响,实现基于物理的全过程(震源破裂-地震波传播-复杂场地效应-近地表土体非线性反应)三维复杂场地地震动模拟,在谱元SPECFEM3D程序中进行二次开发,采用目前具有丰富工程应... 详细信息

为研究三维沉积盆地内低波速土体非线性反应对近断层地震动的影响,实现基于物理的全过程(震源破裂-地震波传播-复杂场地效应-近地表土体非线性反应)三维复杂场地地震动模拟,在谱元SPECFEM3D程序中进行二次开发,采用目前具有丰富工程应用且适用于不同土类的三参数Martin-Seed-Davidenkov本构模型,结合已有的不规则加卸载准则,通过在程序中修改每个显式时间步下的应力增量,实现了土体剪切模量的实时更新和加卸载拐点的有效识别,将土体的非线性特性纳入到三维复杂场地地震动模拟中。首先将建立的三维模型通过施加合理边界退化至一维,与一维非线性动力分析软件DEEPSOIL的结果进行了对比,验证了开发的正确性;进而将开发的程序应用于中国滇西南地区施甸盆地的非线性地震动模拟,并与相应的线性结果进行了对比。结果显示,受土体非线性的影响,施甸地区PGA和PGV较线性结果峰值均降低,且非线性土体对PGV的影响更加明显,较线性结果最大降低约30%;沉积非线性使沉积内部观测点的速度及其反应谱幅值降低,且特征频率向长周期方向移动。

关键词：非线性地震反应三维沉积盆地 Davidenkov本构模型谱元法

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局部贴敷阻尼层空间管路有限元建模及贴敷位置优化

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振动与冲击 2024年第3期43卷 147-157页

作者：李家鑫王栋孙伟东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819 东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室沈阳110819

为了降低处于服役阶段的航空发动机管路的有害振动,描述了一种在管体表面局部贴敷黏弹性阻尼层对管路进行减振的方法,主要包括阻尼层-空间管路系统动力学有限元建模及阻尼层贴敷位置优化。在建模上,基于ANSYS平台建立了满足寻优算法调... 详细信息

为了降低处于服役阶段的航空发动机管路的有害振动,描述了一种在管体表面局部贴敷黏弹性阻尼层对管路进行减振的方法,主要包括阻尼层-空间管路系统动力学有限元建模及阻尼层贴敷位置优化。在建模上,基于ANSYS平台建立了满足寻优算法调用的阻尼层-空间管路参数化有限元模型。同时,整个模型引入了两种阻尼,分别是卡箍的支撑阻尼和黏弹性阻尼层的材料阻尼。在贴敷位置优化方面,创建了以阻尼层贴敷位置为设计变量、以1阶最大共振响应最小为优化目标的优化模型,并给出了采用遗传算法对该优化模型进行求解的流程。最后进行了实例研究,用搭建的贴敷阻尼层空间管路试验系统校验了所创建的阻尼层-空间管路分析模型的合理性。在此基础上,执行了阻尼层位置优化,获得了在可移动范围内使共振响应最小的阻尼层贴敷位置方案,并通过与5种随机方案的数值比较证明了优化结果的合理性。

关键词：黏弹性阻尼层空间管路有限元建模贴敷位置优化遗传算法

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C型开口聚能管爆破机理与隧道光爆优化效果研究

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第10期55卷 3849-3863页

作者：朱凯张学民龙立敦武朝光周贤舜万正伍福寿中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学重载铁路工程结构教育部重点实验室湖南长沙410075 贵州省公路工程集团有限公司贵州贵阳550000

超欠挖是钻爆法隧道施工的常见问题,与光面爆破效果密切相关。为有效解决隧道掘进超欠挖及常规聚能管不利于光爆层岩体破碎的问题,以优化调节爆轰能量为思路,采用理论分析和数值模拟方法研究C型开口聚能管的裂岩机理。研究结果表明采用... 详细信息

超欠挖是钻爆法隧道施工的常见问题,与光面爆破效果密切相关。为有效解决隧道掘进超欠挖及常规聚能管不利于光爆层岩体破碎的问题,以优化调节爆轰能量为思路,采用理论分析和数值模拟方法研究C型开口聚能管的裂岩机理。研究结果表明采用C型开口聚能管与采用常规聚能管和常规药包的光面爆破相比具有以下显著优势:1)聚能管开口能显著提高光爆层岩体应力,使光爆层岩体率先损伤,引导岩体充分破碎;2)开口的存在间接增大了聚能方向上的拉应力,裂纹沿聚能方向定向扩展,超欠挖控制效果良好;3)与常规聚能管相比,非聚能方向的岩体应力降低更多,裂纹拓展更少,这更易于保护开挖轮廓线外侧围岩;4)C型开口聚能管可提高周边孔孔距和光爆层厚度,有利于提高光面爆破的效果;C型开口聚能管与常规爆破相比,超挖量降低83%,欠挖量降低68%,半孔率更高且开挖轮廓更平整,并可在一定程度上降低钻孔量和炸药单耗。总体上,C型开口聚能管的应用有利于提高隧道钻爆法施工的效率和质量。

关键词：钻爆法隧道超欠挖优化聚能爆破 C型开口聚能管光面爆破

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钢管混凝土框架-屈曲约束支撑结构概率地震易损性评估研究

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2023年第3期56卷 311-322页

作者：王静峰李贝贝王元清李国强合肥工业大学土木与水利工程学院合肥230009 合肥工业大学土木工程结构与材料安徽省重点实验室合肥230009 清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084

为了研究钢管混凝土(CFST)框架-屈曲约束支撑(BRB)结构的抗震性能以及地震动持时对结构概率地震易损性的影响,基于能量平衡的塑性设计方法,设计了9层框架支撑结构.选取其中一榀单层单跨的框架支撑试件进行了低周循环加载试验和数值分析... 详细信息

为了研究钢管混凝土(CFST)框架-屈曲约束支撑(BRB)结构的抗震性能以及地震动持时对结构概率地震易损性的影响,基于能量平衡的塑性设计方法,设计了9层框架支撑结构.选取其中一榀单层单跨的框架支撑试件进行了低周循环加载试验和数值分析.采用OpenSees程序建立了9层典型三跨子结构的弹塑性分析模型;通过增量动力分析法得到了结构在不同工程需求参数和地震动强度参数下的易损性曲线,分析了地震动持时对结构抗震性能的影响.研究结果表明:试件的水平荷载-位移滞回曲线饱满,耗能稳定;结构90%的塑性变形耗能集中于屈曲约束支撑;整体损伤因子(ODI)可以较好地反映地震动持时对框架支撑结构累积损伤的影响;长持时地震动下结构的倒塌中位值比短持时的低24%.以ODI为工程需求参数时,考虑地震动谱加速度和重要持时的地震动强度综合指标INP-D表现出更优的实用性、有效性、充分性和调幅鲁棒性.对于I_(NP-D),罕遇地震水平下,长持时地震动下的ODI超越0.2和0.4限值的概率分别是短持时的1.74和5.0倍,因此建议钢管混凝土框架-屈曲约束支撑结构的抗震设计和分析应关注地震动持时对结构累积损伤的影响.

关键词：地震动持时钢管混凝土框架屈曲约束支撑易损性曲线损伤因子

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2021年漾濞6.4级近断层宽频地震动模拟:一种改进的FK方法

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岩土工程学报 2023年第4期45卷 709-719页

作者：巴振宁刘悦赵靖轩张郁山梁建文中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室(天津大学) 天津300350 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350 中国地震灾害防御中心北京100029

将基于物理的地震动模拟从现有已实现的1~2 Hz分辨率拓展到工程结构敏感的5~10 Hz更高频率,是现代地震工程近断层地震动模拟的重要发展方向。建立一种改进的频率波数域(FK)方法,结合GP14.3混合震源模型,实现了0~10 Hz的近断层地震动高... 详细信息

将基于物理的地震动模拟从现有已实现的1~2 Hz分辨率拓展到工程结构敏感的5~10 Hz更高频率,是现代地震工程近断层地震动模拟的重要发展方向。建立一种改进的频率波数域(FK)方法,结合GP14.3混合震源模型,实现了0~10 Hz的近断层地震动高效模拟。方法建立修正动力刚度矩阵法求解理论格林函数,有效解决了一维地壳速度结构传播高频地震波的问题;有限断层面上低频确定性成分及高频随机成分的合理结合,有效解决了断层破裂过程辐射出高频地震波的问题。将方法应用于2021年5月21日云南漾濞6.4级浅源破坏地震模拟,通过与8个台站(涵盖了近场、中场和远场)强震记录及相应反应谱的比较显示,模拟结果与强震记录的波形、持时、幅值均吻合良好,与反应谱在各频段上均表现良好的一致性,很好地验证了该方法及模型的适用性及模拟频率带宽的可靠性。最后,模拟了漾濞地区100 km×100 km范围内的地面运动场,给出了地面运动峰值分布和波场快照,提出了与震中距相关的PGA和PGV经验衰减公式,获得了地震动频谱特征衰减规律。结果表明:①2021年漾濞6.4级地震呈现明显近断层地震集中性效应和破裂方向性效应;②近场20 km范围内,地震动峰值衰减较快,PGA最大衰减93.1%、PGV最大衰减83.3%;③近场范围内频谱成分主要包含0~10 Hz的宽频成分,震中距超过20 km后频率成分主要集中在0~4 Hz范围内。

关键词：宽频地震动模拟近断层地震动模拟频率波数域方法混合震源模型漾濞地震

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一种组合式二级缓冲吸能装置的吸能特性研究

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振动与冲击 2024年第17期43卷 191-202页

作者：吴利华于逸群蒋迪支旭东张荣中国核电工程有限公司北京100840 哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室哈尔滨150090 哈尔滨工业大学土木工程智能防灾减灾工信部重点实验室哈尔滨150090

基于胀管和泡沫铝的缓冲吸能特性,以能量吸收值为设计目标,提出了一种新型二级缓冲吸能装置设计方法,并通过准静态压缩试验和落锤冲击试验验证了该方法的有效性。试验结果表明:该二级装置可实现预期的多级梯度应力平台。建立了二级缓冲... 详细信息

基于胀管和泡沫铝的缓冲吸能特性,以能量吸收值为设计目标,提出了一种新型二级缓冲吸能装置设计方法,并通过准静态压缩试验和落锤冲击试验验证了该方法的有效性。试验结果表明:该二级装置可实现预期的多级梯度应力平台。建立了二级缓冲吸能装置的有限元模型,通过仿真分析其在不同冲击工况下的动态响应和能量变化特征,该装置泡沫铝和胀管部分吸能占比可达80%,且更换主要耗能部分后其余构件可实现重复使用,并针对其失效模式提出优化方法,有效增加耗能材料的利用率和装置的整体稳定性。

关键词：胀管泡沫铝落锤冲击试验吸能特性

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选区激光熔化成形Al-Si-Fe-Mn-Ni合金的高温蠕变行为

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金属学报 2025年第1期61卷 154-164页

作者：韩英吴雨航赵春禄张靖实李振民冉旭长春工业大学材料科学与工程学院先进结构材料教育部重点实验室长春130012 北京宝航新材料有限公司北京101300

高温蠕变性能是评价耐热铝合金材料性能的关键指标,是衡量其在高温环境中能否长期稳定应用的重要依据。本工作采用选区激光熔化技术制备了一种新型Al-9Si-3Fe-2Mn-Ni(质量分数,%)合金。通过单轴拉伸蠕变实验研究了该合金在变形温度300~... 详细信息

高温蠕变性能是评价耐热铝合金材料性能的关键指标,是衡量其在高温环境中能否长期稳定应用的重要依据。本工作采用选区激光熔化技术制备了一种新型Al-9Si-3Fe-2Mn-Ni(质量分数,%)合金。通过单轴拉伸蠕变实验研究了该合金在变形温度300~400℃和加载应力33~132 MPa条件下的蠕变行为。结果表明,合金在实验条件下具有良好的蠕变性能。应力指数在6.4~13.6之间,并随温度的升高而降低,蠕变变形过程受位错蠕变机制控制。在低于350℃时,合金内连续的Al-Si共晶网络通过载荷传递行为降低总应力水平,大体积分数的金属间化合物(IMC)通过Orowan机制进行强化。随着温度的升高,Al-Si共晶组织发生破碎和溶解,IMC和分散Si相起主要强化作用。较高的加载应力可增加合金内的位错滑移系,加剧位错与析出相的相互作用,促进合金失稳与变形,从而降低蠕变寿命。

关键词：铝合金选区激光熔化蠕变行为位错组织演变

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7075-T6高强铝合金受弯构件局部稳定试验研究

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第12期57卷 1245-1254页

作者：陆欢王元清支新航范圣刚陈博珊欧阳元文清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084 东南大学混凝土及预应力混凝土教育部重点实验室南京210096 上海通正铝结构建设科技有限公司上海200012 上海建科铝合金结构建筑研究院上海201612

为研究结构工程中高强铝合金受弯构件的局部稳定性能,促进高强铝合金的实际应用,本文针对7个7075-T6铝合金工字形截面梁开展了局部稳定试验研究,包括4个弯剪加载试件和3个局部承压试件,并测量了7075-T6铝合金的材料力学性能和试件的初... 详细信息

为研究结构工程中高强铝合金受弯构件的局部稳定性能,促进高强铝合金的实际应用,本文针对7个7075-T6铝合金工字形截面梁开展了局部稳定试验研究,包括4个弯剪加载试件和3个局部承压试件,并测量了7075-T6铝合金的材料力学性能和试件的初始局部几何缺陷,重点分析了试件的破坏形态、极限承载力、局部屈曲承载力和荷载-跨中竖向位移曲线.试验结果表明:7075-T6铝合金材料平均名义屈服强度可达约497 MPa,试件翼缘与腹板的平均初始局部几何缺陷幅值百分比分别为0.40%和0.10%.试验中4个弯剪加载试件发生弯剪屈曲破坏,形成拉力带;3个局部承压试件发生腹板局部屈曲破坏,腹板出现明显凸起.采用应变反转法确定了构件的局部屈曲荷载,发现构件的截面利用率和屈曲时应力水平均随着腹板高厚比的增大而降低.跨中加劲肋的布置能大幅度提高构件的承载力和延性.同时,根据试验得到的极限承载力结果,对比了现行欧洲规范(EN 1999-1-1:2007 Eurocode 9)、美国规范(Aluminum Design Manual 2020)和中国规范(GB 50429—2007)中设计方法的计算值,3个规范计算值与试验结果的平均比值分别为0.717、0.682和0.498,表明上述规范预测7075-T6高强铝合金工字形截面受弯构件在腹板屈曲情况下试件的极限承载力偏于保守,其中欧洲规范的预测结果更为准确.

关键词：高强铝合金受弯构件局部稳定性能试验研究

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SiC/SiC复合材料层板低速冲击及其剩余强度试验研究

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无机材料学报 2024年第1期39卷 51-60页

作者：吴军徐培飞荆瑞张大海费庆国东南大学机械工程学院南京 211189 高速飞行器结构与热防护教育部重点实验室南京 211189

高速飞行器中的陶瓷基复合材料结构在服役过程中不可避免地会遇到低速冲击问题,低速冲击后的损伤形式以及剩余承载能力是影响飞行器结构安全的关键问题.本研究以二维编织SiC/SiC复合材料板件为研究对象,在不同能量下开展了低速冲击试验... 详细信息

高速飞行器中的陶瓷基复合材料结构在服役过程中不可避免地会遇到低速冲击问题,低速冲击后的损伤形式以及剩余承载能力是影响飞行器结构安全的关键问题.本研究以二维编织SiC/SiC复合材料板件为研究对象,在不同能量下开展了低速冲击试验,分析了低速冲击载荷下试验件的表面损伤状态,通过计算机断层扫描技术观察了试验件内部的损伤形貌,结合冲击过程中的冲击响应曲线以及应变历史曲线,分析了SiC/SiC复合材料低速冲击过程的损伤机理.针对含勉强目视可见损伤的试验件开展了冲击后剩余强度试验,研究了勉强目视可见损伤对SiC/SiC 复合材料剩余承载性能的影响.结果表明,在低速冲击载荷的作用下,试验件的表面损伤主要包括无表面损伤、勉强目视可见损伤、半穿透损伤以及穿透损伤,试验件的内部损伤主要有锥形体裂纹、纱线断裂以及分层损伤.低速冲击损伤会严重影响SiC/SiC复合材料的剩余性能,虽然试验件损伤勉强目视可见,但其剩余压缩强度为无损件 81％,剩余拉伸强度仅为无损件的 68％.

关键词： SiC/SiC 陶瓷基复合材料低速冲击损伤特性剩余强度

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