检索结果-内蒙古大学图书馆

太阳能学报 2025年第3期46卷 394-403页

作者：高一帆李寿英刘佳琪陈政清湖南大学桥梁工程安全与韧性全国重点实验室长沙410082 湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室长沙410082

以柔性光伏支架结构为研究对象,基于气弹模型风洞试验,考虑风速、安装位置、风向角等参数的影响,研究柔性光伏支架阵列风致响应和稳定索对光伏支架的抑振效果。结果表明:柔性光伏阵列各排组件存在明显的干扰效应,来流方向第2、3排光伏... 详细信息

以柔性光伏支架结构为研究对象,基于气弹模型风洞试验,考虑风速、安装位置、风向角等参数的影响,研究柔性光伏支架阵列风致响应和稳定索对光伏支架的抑振效果。结果表明:柔性光伏阵列各排组件存在明显的干扰效应,来流方向第2、3排光伏组件在低风速(8~15 m/s)下极易发生尾流致振;光伏组件在风速较大时易发生颤振;0°、135°和180°风向角下,阵列迎风侧第1排首先出现颤振,颤振临界风速分别为18.0、22.5和16.2 m/s,随着风速的增大,结构颤振有向背风侧延伸的趋势,说明组件间的遮挡能提高结构的颤振临界风速。增加稳定索措施后结构整体性加强,可有效抑制光伏组件的尾流致振和颤振。

关键词：光伏组件颤振振动控制风洞试验风致振动干扰效应

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结构抗震可靠度分析的特征函数卷积方法

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东南大学学报(自然科学版) 2025年第1期55卷 59-65页

作者：张付泰徐军兰昱璁湖南大学土木工程学院长沙410082 湖南大学桥梁工程安全与韧性全国重点实验室长沙410082

为提高极值分布尾部的计算精度,提出了一种结构抗震可靠度分析新方法,该方法通过特征函数卷积技术实现了精度的提升。首先,利用带权重的高斯混合分布来表征极值分布,并推导了极值分布特征函数的解析表达式;结合数值计算得到的特征函数曲... 详细信息

为提高极值分布尾部的计算精度,提出了一种结构抗震可靠度分析新方法,该方法通过特征函数卷积技术实现了精度的提升。首先,利用带权重的高斯混合分布来表征极值分布,并推导了极值分布特征函数的解析表达式;结合数值计算得到的特征函数曲线,运用卷积技术高效地确定了特征函数解析表达式中所有参数,包括权重系数、均值和标准差。将这些参数回代入极值分布表达式,即可获得极值分布及其累积分布函数,进而可方便地计算结构抗震可靠度。通过数值算例,验证了所提方法在重构极值分布中的有效性;进一步与Mellin变换和广义分布重构方法进行了对比,凸显了所提方法在极值分布尾部计算精度上的优势。

关键词：结构抗震可靠度卷积特征函数极值分布自适应

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板式电涡流阻尼单元的平面阻尼特性研究

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东南大学学报(自然科学版) 2025年第2期55卷 317-325页

作者：陈政清刘昕伯黄智文郭文超曹益文张弘毅湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室长沙410082 湖南大学桥梁工程安全与韧性全国重点实验室长沙410082 湖南大学土木工程学院长沙410082

研究了板式电涡流阻尼单元(planar eddy current damper,PECD)的阻尼特性随平面振动方向的变化规律。首先,推导了PECD发生相对平移运动时电涡流阻尼力的理论计算公式,发现PECD相对平移运动产生的电涡流阻尼力并不一定与速度方向完全相反... 详细信息

研究了板式电涡流阻尼单元(planar eddy current damper,PECD)的阻尼特性随平面振动方向的变化规律。首先,推导了PECD发生相对平移运动时电涡流阻尼力的理论计算公式,发现PECD相对平移运动产生的电涡流阻尼力并不一定与速度方向完全相反,其在平面直角坐标系上的2个分量可由一个2×2的平面阻尼系数矩阵与相对速度向量的乘积唯一确定。其次,分别选取4种典型永磁阵列的PECD,采用电磁有限元方法计算了它们的平面阻尼系数矩阵和阻尼力随速度方向的变化,验证了上述阻尼力理论计算公式的正确性,并提出了PECD的等效阻尼系数概念。然后,针对等效阻尼系数各向同性的PECD,在保证永磁体高度和投影面积不变的条件下,分析了其阻尼系数随永磁体数量和永磁体行、列间距的变化规律。最后,开展了阻尼系数各向同性PECD的阻尼系数测试试验,进一步验证了理论分析和有限元仿真的正确性。

关键词：调谐质量阻尼器电涡流阻尼振动控制阻尼系数

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钢板-UHPC组合腹板抗剪性能试验

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中国公路学报 2025年第3期38卷 303-316页

作者：邵旭东刘淦李盼盼涂磊湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 湖南大学桥梁工程安全与韧性全国重点实验室湖南长沙410082

为了研究钢内芯-UHPC组合箱梁的抗剪性能,通过三点加载的方式对5个钢板-UHPC组合腹板试件进行试验测试,采用DIC对试件的裂纹演变全过程进行观测,分析了配箍率和钢腹板高度占比对组合腹板抗剪性能的影响。试验结果表明:纯UHPC腹板、半钢+... 详细信息

为了研究钢内芯-UHPC组合箱梁的抗剪性能,通过三点加载的方式对5个钢板-UHPC组合腹板试件进行试验测试,采用DIC对试件的裂纹演变全过程进行观测,分析了配箍率和钢腹板高度占比对组合腹板抗剪性能的影响。试验结果表明:纯UHPC腹板、半钢+UHPC组合腹板、全钢+UHPC组合腹板发生剪切破坏,配箍筋UHPC腹板、全钢+配箍UHPC组合腹板发生弯曲破坏;钢腹板高度占比的提高对钢板-UHPC组合腹板剪切性能有着显著影响,当钢腹板高度从0增加到300、600 mm时,组合腹板的极限承载力分别提升了9.3%、57.6%;增配箍筋能够有效抑制腹板斜裂缝的发展,使组合腹板的破坏模式从剪切破坏向弯曲破坏转变。基于材料力学理论,提出了钢板-UHPC组合腹板开裂荷载的计算方法,所得计算值与试验值相对误差的平均值在6%以内。基于法国规范计算的剪切破坏组合腹板抗剪承载力与试验值相对误差为3%~13%。研究结果可为钢内芯-UHPC组合箱梁的设计与工程应用提供参考。

关键词：桥梁工程钢内芯-UHPC组合箱梁试验研究钢板-UHPC组合腹板超高性能混凝土抗剪性能

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大跨斜拉桥自由振动阻尼识别与不确定性分析

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应用基础与工程科学学报 2025年第1期33卷 12-23页

作者：封周权石双发张吉仁贺耀北王甜华旭刚湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室湖南长沙410082 桥梁工程安全与韧性全国重点实验室湖南大学湖南长沙410082 湖南省交通规划勘察设计院有限公司湖南长沙410200

结构阻尼比对桥梁抗风设计和减振控制至关重要.对数衰减法作为一种经典的阻尼比识别方法,尽管应用广泛,但受噪声等因素影响,衰减周期数的选择会显著影响阻尼比的识别精度.为了提升对数衰减法在工程中的适用性,首先建立了对数衰减法的不... 详细信息

结构阻尼比对桥梁抗风设计和减振控制至关重要.对数衰减法作为一种经典的阻尼比识别方法,尽管应用广泛,但受噪声等因素影响,衰减周期数的选择会显著影响阻尼比的识别精度.为了提升对数衰减法在工程中的适用性,首先建立了对数衰减法的不确定性分析理论模型,推导出最优衰减周期数的理论计算式以及恒定的最优振幅比.其次,通过单自由度数值算例验证了所提方法的有效性和鲁棒性.最后,将解析模态分解法与所提方法相结合,并将其应用于某大跨度钢混组合梁斜拉桥的阻尼比识别.研究结果表明,最优衰减周期数对应于最大振幅衰减至0.3299倍时,阻尼比识别的不确定性最小.由于振幅依赖性影响,识别所得大跨度钢混组合梁斜拉桥的阻尼比结果相对离散,但均约为1%,与公路桥梁抗风规范推荐值接近.该研究成果为对数衰减法的工程应用提供了借鉴.

关键词：大跨斜拉桥阻尼识别对数衰减法自由振动不确定性量化信号分解

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氯盐腐蚀和多次冲磨耦合作用下超高性能混凝土抗冲磨性能影响

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长安大学学报(自然科学版) 2025年第1期45卷 50-59页

作者：樊伟孙纯杰马凌飞朱张豪湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室湖南长沙410082 湖南大学桥梁工程安全与韧性全国重点实验室湖南长沙410082

针对山区桥墩存在多次冲磨及伴生的腐蚀问题特点,开展氯盐腐蚀和多次冲磨耦合作用下超高性能混凝土(UHPC)和普通混凝土性能试验研究。首先,利用氯盐溶液对UHPC和普通混凝土进行腐蚀,探讨氯盐腐蚀下UHPC和普通混凝土的力学性能;然后,通... 详细信息

针对山区桥墩存在多次冲磨及伴生的腐蚀问题特点,开展氯盐腐蚀和多次冲磨耦合作用下超高性能混凝土(UHPC)和普通混凝土性能试验研究。首先,利用氯盐溶液对UHPC和普通混凝土进行腐蚀,探讨氯盐腐蚀下UHPC和普通混凝土的力学性能;然后,通过水下钢球法研究UHPC和普通混凝土的抗冲磨性能,对比UHPC在单次冲磨和多次“腐蚀-冲磨”作用下的抗冲磨性能,揭示不同冲磨频率下UHPC的抗冲磨性能变化规律;最后,建立不同冲磨频率下UHPC质量保有量和冲磨时间以及冲磨频率的关系函数,进而对试验数据进行验证。结果表明:经过单次冲磨作用后,氯盐腐蚀28 d的UHPC抗冲磨强度是未经氯盐腐蚀普通混凝土抗冲磨强度的5.97倍;UHPC经过4次“腐蚀-冲磨”循环作用的抗冲磨强度仍为未经氯盐腐蚀普通混凝土抗冲磨强度的2.94倍,说明了UHPC相比普通混凝土具有优异的抗冲磨性能;在相同氯盐腐蚀条件下,相比单次冲磨作用,多次“腐蚀-冲磨”作用会导致UHPC质量损失增加506.62%,说明了基于单次冲磨试验所得到的性能评估可能会导致高估材料的抗冲磨性能,使设计偏于不安全。提出的多次“腐蚀-冲磨”试验与分析方法将推动更为合理地评估桥墩等构件抗冲磨性能,克服传统单次冲磨试验可能导致材料抗冲磨性能被高估的不足。

关键词：桥梁工程超高性能混凝土试验研究多次冲磨抗冲磨性能氯盐腐蚀

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大跨斜拉桥抖振响应简化分析方法及试验验证

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铁道科学与工程学报 2025年第3期22卷 1165-1176页

作者：甘泽鹏邓佳逸吴庆张吉仁曹楠奎封周权华旭刚牛华伟湖南大学桥梁工程安全与韧性全国重点实验室湖南长沙410082 湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室湖南长沙410082 林同棪国际(中国)工程咨询有限公司重庆401121 湖南大学重庆研究院重庆401133

大跨斜拉桥的抖振分析是桥梁抗风设计的重要内容,通常采用风洞试验和有限元分析进行。然而,使用有限元进行分析的过程中需要定义气动刚度和气动阻尼矩阵,其计算时间会随着结构单元数的增加而急剧增长。为提高结构抖振响应有限元分析的... 详细信息

大跨斜拉桥的抖振分析是桥梁抗风设计的重要内容,通常采用风洞试验和有限元分析进行。然而,使用有限元进行分析的过程中需要定义气动刚度和气动阻尼矩阵,其计算时间会随着结构单元数的增加而急剧增长。为提高结构抖振响应有限元分析的计算效率,提出一种抖振响应有限元分析的简化方法,并通过数值模拟仿真和全桥气弹风洞试验验证该方法的有效性。首先,采用抖振响应分析的简化模型,在有限元分析中忽略气动刚度,而气动阻尼则通过附加模态阻尼比进行考虑,并通过模态叠加法进行动力响应计算,从而降低计算复杂性。然后,利用数值模拟仿真和全桥气弹风洞试验对所提方法进行对比验证。研究结果显示,在设计基准风速32.3m/s和0°攻角条件下,成桥状态主梁在跨中和四分点的竖向抖振位移响应均方根值分别为风洞试验测得的39.6mm和21.1mm;而采用本文方法进行数值模拟仿真得到的结果为40.7mm和21.6mm,对应的相对误差分别为2.78%和2.37%。对比结果表明,数值模拟仿真所得的抖振响应与风洞试验结果基本吻合,证明了所提方法的有效性和可靠性。因此,在大跨度斜拉桥抖振响应分析中,可以采用简化的有限元分析方法,忽略气动刚度矩阵,通过附加模态阻尼比考虑气动阻尼,以提高计算效率。这种分析方法大大地简化了分析复杂度,适用于工程实际需求。

关键词：抖振响应有限元分析气动阻尼模态阻尼比计算效率

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速度放大型电涡流扭矩阻尼器的缓速性能研究

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湖南大学学报(自然科学版) 2025年第1期52卷 1-11页

作者：华旭刚黄豪王文熙王帅余天赋陈政清桥梁工程安全与韧性全国重点实验室(湖南大学) 湖南长沙410082 湖南大学振动与冲击技术研究中心湖南长沙410082 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

由于展开速度过快,旋转机构展开到预定形态时常引起机构与限位装置碰撞而造成损坏,如SpaceX公司生产的猎鹰9号火箭在折叠支腿展开过程中,过大转角速度可能导致支腿销铰破坏.加装阻尼器可减缓机构转速,提升展开安全性,是火箭稳定着陆的... 详细信息

由于展开速度过快,旋转机构展开到预定形态时常引起机构与限位装置碰撞而造成损坏,如SpaceX公司生产的猎鹰9号火箭在折叠支腿展开过程中,过大转角速度可能导致支腿销铰破坏.加装阻尼器可减缓机构转速,提升展开安全性,是火箭稳定着陆的前提与保证.传统位移型阻尼器不具备速度适应能力,在应用于机构展开时存在展开卡死风险;而传统高压油液阻尼器在高速运作下易引发漏液造成失效.电涡流扭矩阻尼器作为一类新型的速度型阻尼器,可用于减缓机构转动角速度,具有不需外接电源、无工作流体、耐久性强等优势,但因永磁体与导体板的相对运动速度小导致其耗能效率不高,限制了其在工程中的应用.为加强传统复合管电涡流阻尼器性能,本文提出了一种磁路优化后的复合管电涡流扭矩阻尼器.相较于传统的复合管电涡流阻尼器,本文提出的阻尼器有更小的磁漏和安装体积,此外,加入齿轮增速装置提升其工作转速,进一步提升耗能性能.基于COMSOL分析软件建立了电涡流扭矩阻尼器的有限元模型,分析了空气间隙、导体管厚度、背铁厚度等参数对扭转阻尼系数的影响;同时考虑安装空间尺寸,推导了电涡流阻尼力计算公式,提出了复合管电涡流扭矩阻尼系数估算公式.制造了速度放大型电涡流扭矩阻尼器样机和展开机构原理验证装置,并进行了冲击缓速性能测试.研究结果表明,对于特定的阻尼器参数,合理地对永磁体及导体板的厚度取值,能获得较大的扭转阻尼系数;本文提出的阻尼系数估算方法能精确描述速度放大型电涡流扭矩阻尼器在阻尼线性段的力学性能;采用质量为12 kg左右的阻尼器样机可将试验展开机构在最不利工况下的最终动能耗散效率达41.6%,具有较强耗能效率优势.

关键词：阻尼耗能电涡流扭矩阻尼器速度放大缓速耗能

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CeO_(2)/MWCNTs光热超疏水复合涂层的制备及其防结冰/除冰性能

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表面技术 2025年第6期54卷 182-193页

作者：郭浩冉王优强安恺张海洋黄兴保任奕冰青岛理工大学机械与汽车工程学院山东青岛266520 湖南大学桥梁工程安全与韧性全国重点实验室长沙410082

目的应对工业和日常生活中积冰带来的危害。方法以激光刻蚀形成的微米粗糙结构为基础,采用磷酸二氢铝(ADP)进行表面装甲化,通过喷涂聚二甲基硅氧烷(PDMS)改性的CeO_(2)/MWCNTs混合溶液构建了CeO_(2)/MWCNTs光热超疏水涂层。MWCNTs和Ce... 详细信息

目的应对工业和日常生活中积冰带来的危害。方法以激光刻蚀形成的微米粗糙结构为基础,采用磷酸二氢铝(ADP)进行表面装甲化,通过喷涂聚二甲基硅氧烷(PDMS)改性的CeO_(2)/MWCNTs混合溶液构建了CeO_(2)/MWCNTs光热超疏水涂层。MWCNTs和CeO_(2)纳米颗粒填充在ADP形成的装甲化微米粗糙结构中,形成了双尺度微纳米结构,增强了涂层的超疏水性和光热转换能力。利用扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜分析涂层表面形貌;使用傅里叶红外光谱仪和接触角测量仪探究涂层表面化学组成和润湿性。结合涂层光热性能测试和防结冰/除冰测试确定了CeO_(2)/MWCNTs最佳质量配比,并全面评估了涂层在光热转化、防结冰/除冰、防污及耐磨方面的性能。结果当CeO_(2)与MWCNTs的质量比为5∶5时,涂层表面的接触角最大,高达153.5°。更重要的是,该配比下涂层的光热转化效果最佳,温差达到45.2℃。同时,防结冰时间延长至(2 100±20) s,除冰时间缩短至180 s。结论微纳米粗糙结构能有效增强光吸收并抑制反射,同时CeO_(2)/MWCNTs复合材料显著提升了表面的光热转换效率。该制备方法在优化涂层光热转换性能、防结冰及除冰能力方面展现出显著成效。此外,该涂层还表现出优异的自清洁性和机械稳定性。为光热超疏水涂层的制备提供了一种新的思路。

关键词：超疏水性光热转换防结冰除冰防污自清洁

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考虑桩土相互作用对自复位-摇摆双柱桥墩在地震作用下动力响应的影响

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中国公路学报 2025年

作者：董慧慧黄金涛范光明韩强杜修力北京工业大学桥梁工程安全与韧性全国重点实验室

为了研究桩土相互作用对自复位摇摆桥墩抗震性能的影响，本文选取附加角钢的自复位-摇摆双柱桥墩(SCRB-A)作为研究对象，摇摆双柱桥墩(SCRB)和传统的现浇双柱桥墩(RCB)作为对比研究对象，采用桩-土-摇摆桥墩地震反应整体分析方法建立了... 详细信息

为了研究桩土相互作用对自复位摇摆桥墩抗震性能的影响，本文选取附加角钢的自复位-摇摆双柱桥墩(SCRB-A)作为研究对象，摇摆双柱桥墩(SCRB)和传统的现浇双柱桥墩(RCB)作为对比研究对象，采用桩-土-摇摆桥墩地震反应整体分析方法建立了桩-土-摇摆桥墩结构的精细化实体有限元模型。首先明晰了考虑桩土相互作用对不同自振周期自复位摇摆桥墩模态和位移响应的影响，结果表明，桩土相互作用对短自振周期的摇摆双柱桥墩的影响显著高于对长自振周期摇摆双柱桥墩的影响，对短周期摇摆桥墩的自振周期增大率高达152%。进一步探讨了考虑桩土相互作用对短自振周期摇摆双柱桥墩在地震作用下破坏模式，位移和加速度等动力响应的影响规律。研究结果表明，桩土相互作用放大了摇摆桥墩的位移响应和加速度响应，在多遇地震（FOE）作用下，桩土相互作用对摇摆桥墩的动力响应放大效应明显，位移响应影响系数达119.4%，随着地震强度的增大，这种放大效应会逐渐减弱。无论是否考虑桩土相互作用，附加角钢的摇摆双柱桥墩在抗震性能方面的表现均优于摇摆双柱桥墩和现浇桥墩。

关键词：桥梁工程自复位摇摆桥墩整体分析方法桩土相互作用自振周期动力响应

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