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应用力学学报 2020年第6期37卷 2455-2462,I0010,I0011页

作者：颜世军彭剑王世鸣任中俊湖南科技大学土木工程学院湘潭411201 湖南科技大学结构抗风与振动控制湖南省重点实验室湘潭411201

针对吊装多体系统,建立了考虑刚柔耦合效应的动力学模型,并提出了抑制系统振动的双模输入整形控制法。分别利用等效弹簧质量阻尼系统和空间悬吊系统模拟了吊臂弹性振动和吊物空间摆动,结合递推列式和浮动坐标系对各部件开展运动学描述;... 详细信息

针对吊装多体系统,建立了考虑刚柔耦合效应的动力学模型,并提出了抑制系统振动的双模输入整形控制法。分别利用等效弹簧质量阻尼系统和空间悬吊系统模拟了吊臂弹性振动和吊物空间摆动,结合递推列式和浮动坐标系对各部件开展运动学描述;基于拉格朗日方程,推导并建立了计及多体吊装系统刚柔耦合效应的动力学模型。同时对某大型轮式起重机进行了动态响应分析,并与实测结果对比验证了模型有效性。根据耦合系统振动特性,设计了能同时抑制吊臂振动和负载摆动的双模零阶振(ZV2)输入整形器和双模零阶振微分(ZVD2)输入整形器。通过振动控制分析得到:对于大型柔性臂架系统,双模输入振型控制法的振动抑制效果相对于传统单模输入整形法得到了极大提升,ZVD2整形器作用下系统的残余振动幅值低于5%。

关键词：吊装多体系统刚柔耦合振动控制输入整形器

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冻融循环作用对电化学除氯混凝土的损伤程度影响

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应用力学学报 2020年第6期37卷 2611-2616,I0020,I0021页

作者：屈锋胡松石卫华程火焰金浩孙浩然湖南科技大学土木工程学院湘潭411201 湖南科技大学结构抗风与振动控制湖南省重点实验室湘潭411201

通过对钢筋混凝土试件进行电化学除氯及冻融循环试验,研究了除氯时间、粉煤灰掺量、减水剂、引气剂等因素对冻融后损伤变化规律的影响。研究表明:随冻融循环次数增加,各试件呈现出较明显的冻融损伤厚度增大趋势;经200次冻融循环,电化学... 详细信息

通过对钢筋混凝土试件进行电化学除氯及冻融循环试验,研究了除氯时间、粉煤灰掺量、减水剂、引气剂等因素对冻融后损伤变化规律的影响。研究表明:随冻融循环次数增加,各试件呈现出较明显的冻融损伤厚度增大趋势;经200次冻融循环,电化学除氯28d的混凝土试件劣化最严重,200次后经除氯14d、28d的混凝土试件损伤层发展迅速;粉煤灰的加入降低了混凝土的抗冻性能,减水剂、引气剂则提高了试件的抗冻性能。

关键词：钢筋混凝土电化学除氯冻融循环损伤层厚度外加剂

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配筋设计的正反向渐进演化结构优化方法对比研究

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应用力学学报 2020年第3期37卷 1343-1349,I0030页

作者：黄垚森张鹄志王磊佳马哲霖湖南科技大学土木工程学院湘潭411201 湖南科技大学结构抗风与振动控制湖南省重点实验室湘潭411201

基于承载力、构造要求、混凝土开裂等多种情况,对比了遗传演化结构优化(GESO)与遗传递增演化结构优化(GAESO)两类优化算法的拓扑形状、计算效率、材料用量。随后,按弹性应力设计方法配筋与钢筋分离模型GESO设计方法配筋设计了构件静力... 详细信息

基于承载力、构造要求、混凝土开裂等多种情况,对比了遗传演化结构优化(GESO)与遗传递增演化结构优化(GAESO)两类优化算法的拓扑形状、计算效率、材料用量。随后,按弹性应力设计方法配筋与钢筋分离模型GESO设计方法配筋设计了构件静力对比试验,并根据试验结果类比分析了钢筋分离模型GAESO设计方法在混凝土开裂应力重分布时的表现。最后对双向、单向渐进演化结构优化算法进行了对比。结果表明:GAESO算法的效率高于GESO算法,能更好地利用构造钢筋的承载力;GESO设计方法得到的构件塑性更高,双向渐进演化结构优化寻求最优解的能力更强,但效率较低。

关键词：复杂受力构件配筋设计 GESO GAESO 钢筋分离模型

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直流风洞中大比例风场模拟试验

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湖南科技大学学报（自然科学版） 2021年第3期36卷 50-57页

作者：袁养金戴益民许灵波蒋姝结构抗风与振动控制湖南省重点实验室湖南湘潭411201 湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201 湖南省建筑科学研究院湖南长沙410000

利用尖劈、粗糙元、挡板等被动装置,在湖南科技大学直流风洞中调试不同地貌条件下1∶20大缩尺比风场,研究适合低矮建筑缩尺比模型的风洞试验风场,分析尖劈、粗糙元、挡板等被动装置对大气边界层风场的影响.试验结果表明:尖劈迎风面尺寸... 详细信息

利用尖劈、粗糙元、挡板等被动装置,在湖南科技大学直流风洞中调试不同地貌条件下1∶20大缩尺比风场,研究适合低矮建筑缩尺比模型的风洞试验风场,分析尖劈、粗糙元、挡板等被动装置对大气边界层风场的影响.试验结果表明:尖劈迎风面尺寸对平均风速剖面和湍流度剖面影响明显,粗糙元布局对湍流度剖面下部区域影响显著,而挡板的形状及位置对平均风速剖面及湍流度剖面均影响较大.D类地貌大湍流、大缩尺比风场的近地湍流度剖面与规范标准剖面差异明显,值得进一步深入研究.

关键词：风洞试验风场尖劈粗糙元挡板

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饱和钢纤维再生混凝土氯离子扩散特性研究

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功能材料 2020年第4期51卷 4090-4095页

作者：金浩屈锋孙浩然石卫华蒋凌云湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学结构抗风与震动控制湖南省重点实验室湖南湘潭411201 吉首大学张家界学院湖南张家界427000

利用废弃骨料制作再生混凝土是建筑固废弃物的再生资源利用途径之一,其在氯盐侵蚀环境条件下的耐久性规律与普通混凝土不同。本文以模拟海洋侵蚀环境,通过改变水灰比及NaCl溶液浓度,分析各因素对钢纤维再生混凝土氯离子扩散行为的影响... 详细信息

利用废弃骨料制作再生混凝土是建筑固废弃物的再生资源利用途径之一,其在氯盐侵蚀环境条件下的耐久性规律与普通混凝土不同。本文以模拟海洋侵蚀环境,通过改变水灰比及NaCl溶液浓度,分析各因素对钢纤维再生混凝土氯离子扩散行为的影响规律。结果表明:浸泡液浓度越大,进入混凝土内部的氯离子越多,随着深度的增加氯离子含量逐渐减少;较低的水灰比与适量钢纤维的掺入均可以有效降低氯离子扩散系数,提升钢纤维再生混凝土的抗氯盐侵蚀能力;氯离子扩散系数随着NaCl溶液浓度的增加而增大。

关键词：钢纤维再生混凝土氯离子氯离子扩散系数水灰比

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环境风激励下中信广场的模态参数识别

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振动．测试与诊断 2020年第2期40卷 264-271,417页

作者：孙猛猛郅伦海中南大学土木工程学院长沙410075 西安建筑科技大学省部共建西部绿色建筑国家重点实验室西安710055 湖南科技大学结构抗风与振动控制湖南省重点实验室湘潭411201

为了准确地识别建筑结构的模态参数,提出了一种基于多重信号分类算法(multiple signal classification,简称MUSIC)、经验小波变换(empirical wavelet transform,简称EWT)和同步提取小波变换(synchroextracting transform,简称SET)的结构模态参数识别方法。首先,通过MUSIC-EWT对实测振动信号进行分解;其次,使用SET对单模态信号进行去噪处理;然后,采用自然环境激励技术(natural excitation technique,简称NExT)得到单模态信号的自由衰减响应;最后,利用Hilbert变换(hilbert transform,简称HT)和曲线拟合获得结构的自振频率和阻尼比。通过三层框架结构的数值模拟验证了该方法的准确性和鲁棒性。利用该方法对台风“达维”作用下广州中信广场的实测加速度数据进行分析,并将估计的结构模态参数和其他识别方法的分析结果进行对比,进一步证明了该方法的准确性和鲁棒性。

关键词：模态参数识别多重信号分类算法经验小波变换同步提取小波变换阻尼比自振频率

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纤维复合材料界面横向拉伸分析

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应用力学学报 2020年第1期37卷 321-329,I0022,I0023页

作者：赵玉萍王世鸣湖南科技大学土木工程学院工程力学系湘潭411201 湖南科技大学结构抗风与振动控制湖南省重点实验室湘潭411201

以单纤维十字型横向拉伸试验为研究对象,对纤维/基体界面采用弹性-软化双线性内聚力模型,建立了纤维复合材料在横向拉伸作用下界面法向失效过程的解析模型。得到了沿纤维/基体圆周界面的法向应力分布,纤维/基体界面的状态与界面承载力... 详细信息

以单纤维十字型横向拉伸试验为研究对象,对纤维/基体界面采用弹性-软化双线性内聚力模型,建立了纤维复合材料在横向拉伸作用下界面法向失效过程的解析模型。得到了沿纤维/基体圆周界面的法向应力分布,纤维/基体界面的状态与界面承载力和单纤维复合材料承载力的关系,以及内聚力参数和试件几何尺寸对它们的影响。结果表明:纤维/基体圆周界面在脱粘前经历全部弹性及弹性+软化两种状态;当界面为弹性状态时,界面法向应力随界面强度线性增加;当界面为弹性+软化状态时,界面软化范围随界面裂纹萌生位移的增加而增大;界面初始脱粘位置与拉伸荷载方向重合;界面初始脱粘时的界面承载力随界面强度及界面裂纹萌生位移的增加而增加,随界面裂纹生成位移的增加而降低;单纤维复合材料的脱粘荷载受基体截面尺寸的影响,当纤维体积含量相同时,沿荷载方向截面尺寸的增大对提高脱粘荷载更显著。

关键词：复合材料纤维/基体粘结界面法向脱粘内聚力模型解析模型

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端部条件和展弦比对矩形断面节段模型气动力特征的影响

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实验流体力学 2020年第4期34卷 36-43页

作者：温青池俊豪华旭刚王修勇孙洪鑫湖南科技大学土木工程学院结构抗风与振动控制湖南省重点实验室湖南湘潭411201 湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室长沙410082

端部条件和展弦比是风洞试验节段模型设计的2个重要因素。为了研究端部条件和展弦比对节段模型气动力特征的影响,开展了不同端部条件和不同展弦比的宽高比5∶1矩形断面刚性节段模型静态测压风洞试验。研究结果表明:(1)端部条件和展弦比... 详细信息

端部条件和展弦比是风洞试验节段模型设计的2个重要因素。为了研究端部条件和展弦比对节段模型气动力特征的影响,开展了不同端部条件和不同展弦比的宽高比5∶1矩形断面刚性节段模型静态测压风洞试验。研究结果表明:(1)端部条件和展弦比共同影响着节段模型上流场展向分布。(2)当模型长度大于2倍端部影响区间的长度时,模型上气动力在展向呈现等腰梯形分布;当模型长度小于2倍端部影响区间的长度时,模型上气动力在展向呈现等腰三角形分布。节段模型设计时应重视模型展弦比,合适的展弦比能获得更可靠的结果。

关键词：气动力风洞试验矩形断面端部条件展弦比

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低矮建筑屋面局域风毁所致瞬态内外压特性研究

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自然灾害学报 2020年第6期29卷 117-128页

作者：袁养金戴益民蒋姝宋思吉结构抗风与振动控制湖南省重点实验室湖南湘潭411201 湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201

基于缩尺比为1∶40的刚性模型,针对低矮建筑易损区开孔所致风载特性开展风洞试验研究,研究开孔位置影响瞬态风载过冲效应及建筑内外压变化规律。结果表明:不同位置开孔所致屋面内压分布均匀但风压量值不同,且背风面开孔对内压有削弱作... 详细信息

基于缩尺比为1∶40的刚性模型,针对低矮建筑易损区开孔所致风载特性开展风洞试验研究,研究开孔位置影响瞬态风载过冲效应及建筑内外压变化规律。结果表明:不同位置开孔所致屋面内压分布均匀但风压量值不同,且背风面开孔对内压有削弱作用。开孔位置对过冲比分布影响较大,其中背风屋脊开孔所致瞬态内压过冲比最大。易损局域瞬态风毁对屋面外压产生明显的瞬态效应,稳态外压与未开孔屋面外压差异明显。局域风毁所致内外压联合作用的净风压极值系数对内压起控制性作用,尤其是孔口屋檐区、屋面角部和尾部区及背风屋脊区受联合作用更为显著。

关键词：低矮建筑屋面开孔瞬态破坏风洞试验净风压极值

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水平轴风力机轮毂风荷载特性试验研究

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动力学与控制学报 2020年第5期18卷 63-71页

作者：马进骁李永贵肖翅翔李毅吕伟荣湖南科技大学结构抗风与振动控制湖南省重点实验室湘潭411201 湖南科技大学土木工程学院湘潭411201

以2.0 MW水平轴风力机为研究对象,采用自主设计的风力机模型在边界层风洞中进行了测力天平试验,研究了A、B两类地貌,叶片桨距角呈0°、90°时,风力机轮毂处的风力系数、脉动风力的功率谱和相干性等特性.结果表明:风力机轮毂平... 详细信息

以2.0 MW水平轴风力机为研究对象,采用自主设计的风力机模型在边界层风洞中进行了测力天平试验,研究了A、B两类地貌,叶片桨距角呈0°、90°时,风力机轮毂处的风力系数、脉动风力的功率谱和相干性等特性.结果表明:风力机轮毂平均和脉动风力系数值随风向角增减的规律性明显.各风向角下B、A类地貌下平均风力系数之比的平均值在80%左右.相比0°桨距角,90°桨距角时各风向角下y轴向平均风力系数平均减小67%,x轴向平均风力系数平均增大108%.脉动风力功率谱在折减频率0.6处存在天平-模型共振引起的尖锐谱峰,采用半刚性模型风力谱修正方法可以消除由于天平-模型系统因刚度不足引起的共振响应.

关键词：水平轴风力机风洞试验风荷载信号识别风力谱修正

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