检索结果-内蒙古大学图书馆

振动与冲击 2025年第5期44卷 184-190页

作者：王昌盛林建好杨艳徐家云黄淮学院建筑工程学院河南驻马店463000 武汉理工大学道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室武汉430070

针对土-结构相互作用体系运动方程存在耦合模态阻尼矩阵在实数域内无法精确解耦的问题。首先采用强迫解耦法对非经典阻尼矩阵进行解耦,然后分析强迫解耦法造成的误差,提出采用实模态近似解耦法对结构体系进行求解,同时结合Laplace变换... 详细信息

针对土-结构相互作用体系运动方程存在耦合模态阻尼矩阵在实数域内无法精确解耦的问题。首先采用强迫解耦法对非经典阻尼矩阵进行解耦,然后分析强迫解耦法造成的误差,提出采用实模态近似解耦法对结构体系进行求解,同时结合Laplace变换将体系响应用系列标准振子的位移和速度的线性组合来表示。通过算例分析可知,采用实模态近似解耦法求得的结构地震响应与精确复模态法求得的结果吻合较好,其精度高于强迫解耦法。尤其在分析土-结构相互作用体系上部结构动力响应时,其优势更为凸出。所提的实模态近似解耦法精度较高、避免了复数域内运算且工程意义便于理解,可推广应用到其他具有非经典阻尼特性的结构体系中。

关键词：土-结构相互作用非经典阻尼实模态近似解耦法地震响应

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基于卷积神经网络的高层建筑智能控制算法研究

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重庆大学学报 2025年第1期48卷 66-75页

作者：刘康生涂建维张家瑞李召武汉理工大学道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室武汉430070

浅层学习神经网络对高维数据进行预测时,会出现预测精度低,泛化能力差等问题。为此,在一维卷积神经网络(one-dimensional convolutional neural networks,1D-CNN)和Deep Dream视觉算法的基础上,提出一种基于CNN深度学习网络的高层建筑... 详细信息

浅层学习神经网络对高维数据进行预测时,会出现预测精度低,泛化能力差等问题。为此,在一维卷积神经网络(one-dimensional convolutional neural networks,1D-CNN)和Deep Dream视觉算法的基础上,提出一种基于CNN深度学习网络的高层建筑智能控制算法,并完成高精度网络模型训练和1D-CNN数据特征可视化;以20层benchmark模型为对象,研究了不同工况下1D-CNN深度学习智能控制算法的减震效果,并与BP(back propagation,BP)和RBF(radial basis function,RBF)等浅层学习进行对比。结果表明,1D-CNN凭借一维卷积和池化特性,可自动提取数据深层次特征并对海量数据进行降维处理;在外界激励作用下,1D-CNN控制器加速度和位移最高减震率分别为69.0%和55.6%,控制性能远高于BP和RBF;改变激励作用后,3种控制器控制性能均有所降低,但1D-CNN性能降幅最小且减震率最高,说明1D-CNN具备更好的泛化性能。

关键词：深度学习一维卷积神经网络智能控制数据特征可视化泛化性能

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腐蚀海洋立管的涡激振动响应分析

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振动与冲击 2024年第16期43卷 33-41页

作者：刘晖刘蓉吉柏锋王雪亮武汉理工大学土木工程与建筑学院武汉430070 武汉理工大学三亚科教创新园海南三亚572025 武汉理工大学道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室武汉430070

海水对深海服役输油立管的腐蚀作用会不断改变立管表面形态和动力特性,从而显著影响立管涡激振动响应。因此,基于X70管线钢模拟深海环境腐蚀试验结果,分析了不同腐蚀率的立管涡激振动响应。首先,对X70管线钢标准挂片进行模拟深海环境腐... 详细信息

海水对深海服役输油立管的腐蚀作用会不断改变立管表面形态和动力特性,从而显著影响立管涡激振动响应。因此,基于X70管线钢模拟深海环境腐蚀试验结果,分析了不同腐蚀率的立管涡激振动响应。首先,对X70管线钢标准挂片进行模拟深海环境腐蚀试验,获得材料腐蚀速率和壁厚损伤程度时变模型;然后,根据相同腐蚀速率下单位面积腐蚀损失质量一定的等效原则,建立表征不同腐蚀率立管的有限元模型;最后,采用嵌套网格技术实现计算域内网格动态更新来考虑立管与流场的流固耦合,分析腐蚀立管的横流向和顺流向涡激振动响应幅值以及锁定区间。研究表明,当腐蚀率较小时,腐蚀对立管涡激振动呈现出较强抑制作用,最大横流向和顺流向振幅分别是光滑立管的53.40%和16.70%,且提前进入并推后离开锁定区间。但是,随着腐蚀率增加,立管涡激振动响应急剧增加,在腐蚀率为4.07%~22.74%内,腐蚀立管涡激振动响应幅值都大于光滑立管,最大横流向和顺流向振幅分别是光滑立管的1.16倍和1.17倍,进入锁定区间与光滑立管基本相同,但推后离开锁定区间。当腐蚀率为28.09%时,腐蚀立管涡激振动响应有所降低,但横流向振幅仍大于光滑立管,进入锁定区间与光滑立管基本相同,但较大幅度提前离开锁定区间。

关键词：结构工程涡激振动腐蚀海洋立管响应幅值锁定区间腐蚀率

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输电塔线体系在摇摆地震动作用下的动力稳定性分析

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振动与冲击 2022年第4期41卷 55-62,109页

作者：魏文晖黄功伟徐辅中胡郢武汉理工大学道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室武汉430070

为探究摇摆分量对输电塔线体系动力稳定性能的影响,以一实际输电塔为原型进行了动力时程分析,其中摇摆地震动采用改进的谱比法由地震平动中获取;根据增量动力分析(incremental dynamic analysis, IDA)方法结合B-R准则,分别对塔线体系在... 详细信息

为探究摇摆分量对输电塔线体系动力稳定性能的影响,以一实际输电塔为原型进行了动力时程分析,其中摇摆地震动采用改进的谱比法由地震平动中获取;根据增量动力分析(incremental dynamic analysis, IDA)方法结合B-R准则,分别对塔线体系在水平地震作用、水平-摇摆耦合地震作用和水平-竖向-摇摆耦合地震作用下的动力稳定性能进行分析。研究结果表明:摇摆分量及其引起的附加P-Δ效应会使输电塔线体系产生非对称振动,结构发生偏离平衡位置的单向偏移,从而导致塔线体系较仅考虑水平地震作用,更易动力失稳;重力和竖向地震响应下共同的二阶效应,放大了摇摆分量对结构动力稳定性能的影响,加剧输电塔线体系动力失稳破坏;发生动力失稳破坏时,薄弱区域主要集中于塔身中下部,杆件失效使塔身局部变形过大,导致塔线体系发生整体动力失稳。

关键词：地震动摇摆分量输电塔线体系动力稳定性增量动力分析(IDA)方法

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UHPC桥面板力学性能与承载力计算方法

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第7期51卷 206-214页

作者：曹玉贵铉志莹刘沐宇冯鹏程刘新华武汉理工大学土木工程与建筑学院湖北武汉430070 道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室(武汉理工大学) 湖北武汉430070 中交第二公路勘察设计研究院有限公司湖北武汉430056

为研究某超千米混合式组合梁斜拉桥超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,UHPC)桥面板的静力抗弯力学性能,本文设计制备了抗压强度大于160 MPa.弹性模量大于45 GPa的UHPC材料,并开展了两片足尺UHPC桥面板静载抗弯试验,桥面... 详细信息

为研究某超千米混合式组合梁斜拉桥超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,UHPC)桥面板的静力抗弯力学性能,本文设计制备了抗压强度大于160 MPa.弹性模量大于45 GPa的UHPC材料,并开展了两片足尺UHPC桥面板静载抗弯试验,桥面板长宽高为3.8 m×1.0 m×0.17 m.通过分析UHPC桥面板抗弯受力状态和破坏机理,提出了UHPC桥面板受力计算图式,建立了UHPC桥面板的开裂弯矩和考虑UHPC受拉软化段应力下降的承载力计算公式.结果表明:UHPC桥面板具有优异的抗弯力学性能,开裂弯矩均值达到77.4 kN·m,受拉纵筋屈服时的弯矩均值为237.1 kN·m,板件破坏模式以底部受拉纵筋屈服为主要特征;理论公式计算值与试验值吻合较好.研究工作为UHPC桥面板在千米级斜拉桥主梁中的应用提供了理论分析和试验依据.

关键词： UHPC桥面板静力抗弯试验开裂弯矩抗弯承载力

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地下防护工程抗超高速长杆动能弹的若干问题

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同济大学学报（自然科学版） 2023年第6期51卷 858-863页

作者：谢方徐天涵王明洋武汉理工大学道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室湖北武汉430070 陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室江苏南京210007

针对超高速长杆动能弹侵彻成坑的尺寸相似问题、成坑与地冲击耦合能量问题以及等效爆炸当量计算方法问题,在前期研究的基础上,厘清了侵彻成坑相似规律,建立了地冲击能量与成坑范围关系,得到了地冲击能量效率与弹体动能、长径比及介质特... 详细信息

针对超高速长杆动能弹侵彻成坑的尺寸相似问题、成坑与地冲击耦合能量问题以及等效爆炸当量计算方法问题,在前期研究的基础上,厘清了侵彻成坑相似规律,建立了地冲击能量与成坑范围关系,得到了地冲击能量效率与弹体动能、长径比及介质特性关系,提出了超高速动能弹地冲击等效接触爆炸当量及安全防护层厚度计算方法。结果表明,超高速动能弹撞击的破坏区体积存在尺度效应,与弹体半径的四次方成正比;其他条件不变时,地冲击能量效率随弹体质量增大而增大,随弹体长径比和密度增大而减小。

关键词：超高速动能弹地冲击能量效率防护层厚度

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聚合物中Case Ⅱ扩散与材料溶胀变形的耦合行为分析

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固体力学学报 2024年第4期45卷 496-507页

作者：罗焱李能李旭刘齐民武汉理工大学理学院新材料理论与应用湖北省重点实验室武汉430070 武汉理工大学土木工程与建筑学院道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室武汉430070

立足于连续介质力学理论,建立了一套描述聚合物中CaseⅡ扩散与材料溶胀变形耦合行为的理论模型,其控制方程包括力-化学平衡状态方程、溶剂扩散方程和分子数守恒方程,以及反映聚合物力学行为时间依赖性的粘-超弹本构方程.将该理论方法用... 详细信息

立足于连续介质力学理论,建立了一套描述聚合物中CaseⅡ扩散与材料溶胀变形耦合行为的理论模型,其控制方程包括力-化学平衡状态方程、溶剂扩散方程和分子数守恒方程,以及反映聚合物力学行为时间依赖性的粘-超弹本构方程.将该理论方法用于分析两种材料体系的瞬态自由溶胀过程,探讨无约束情况下柱状和板状聚合物试样中发生单向CaseⅡ扩散的行为特征.结合适当的边界条件和初始条件,直接求解单向扩散的浓度场和应力/变形场函数,并将其分布、演变规律与实测结果进行对比,较充分验证了本文建立的聚合物溶胀耦合分析框架的有效性和适应性.这些结果丰富了CaseⅡ扩散相关的表征理论,可望为后续的薄膜设计、药物输送等实际应用场景提供重要支撑.

关键词：聚合物 CaseⅡ扩散溶胀变形本构方程耦合分析

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钢箱-LUHPC组合梁抗弯试验及受弯承载力计算

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华中科技大学学报(自然科学版) 2025年

作者：曹玉贵罗云枫刘沐宇詹建辉武汉理工大学土木工程与建筑学院武汉理工大学道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室湖北省交通规划设计院股份有限公司

研发了一种轻质超高性能混凝土（LUHPC）材料，具有自重轻、强度高、抗裂性能好等优点，通过预制LUHPC桥面板与钢箱梁叠合形成钢箱-LUHPC组合梁桥，可进一步降低桥梁自重，提高桥梁跨越能力。为明确钢箱-LUHPC组合梁桥的抗弯承载能力，... 详细信息

研发了一种轻质超高性能混凝土（LUHPC）材料，具有自重轻、强度高、抗裂性能好等优点，通过预制LUHPC桥面板与钢箱梁叠合形成钢箱-LUHPC组合梁桥，可进一步降低桥梁自重，提高桥梁跨越能力。为明确钢箱-LUHPC组合梁桥的抗弯承载能力，设计制作了2根钢箱-LUHPC组合梁，其中和轴分别位于LUHPC桥面板内和钢箱梁内，通过四点弯曲加载试验，获得了钢箱-LUHPC组合梁的抗弯性能及破坏模式，提出了组合梁截面受力作用图式，推导了钢箱-LUHPC组合梁抗弯极限承载力计算公式。结果表明：钢箱-LUHPC组合梁截面应变符合平截面假定，加载过程分为弹性阶段、屈服阶段及破坏阶段三个阶段，破坏模式为钢箱受拉屈服、LUHPC板上表面压溃。提出了钢箱-LUHPC组合梁抗弯极限承载力计算公式，其计算结果与试验结果符合，误差分别为0.2%、1.7%，验证了公式的正确性。研究工作对推动LUHPC材料在桥梁工程中的应用提供了理论与试验依据。

关键词：轻质超高性能混凝土钢箱-LUHPC组合梁抗弯性能试验破坏模式承载力计算公式

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风致不均匀积雪的大跨网架结构工作状态分析

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建筑科学与工程学报 2023年第3期40卷 102-110页

作者：刘晖黄昌昊吉柏锋武汉理工大学土木工程与建筑学院湖北武汉430070 武汉理工大学道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室湖北武汉430070

为了保证结构服役安全,有必要对不均匀积雪荷载作用下网架结构工作状态进行分析。采用CFD数值模拟技术,基于准动态网格划分方法,以一正放四角锥网架结构为研究背景,分析了网架结构在持续降雪24 h中的屋面不均匀积雪分布变化情况,并详细... 详细信息

为了保证结构服役安全,有必要对不均匀积雪荷载作用下网架结构工作状态进行分析。采用CFD数值模拟技术,基于准动态网格划分方法,以一正放四角锥网架结构为研究背景,分析了网架结构在持续降雪24 h中的屋面不均匀积雪分布变化情况,并详细探讨了不同风向角和不同风速对网架屋面积雪分布变化情况的影响;最后建立了该网架结构的有限元模型,分析了不同雪荷载工况的结构工作状态。结果表明:与其他有风条件下的工况相比,风速为12 m·s^(-1)、风向角为90°时的结构屋面平均雪压和积雪沉积区域占比最大,因此它是结构的最不利工况,该工况的平均雪压是无风条件下均布积雪平均雪压的88.9%,但结构杆件的最大应力值及挠度值却较均布积雪作用时有所增加,而且部分杆件从受拉杆变为受压杆;风致不均匀积雪是网架结构在服役期间的安全隐患,应在工程设计中予以重视。

关键词：不均匀积雪工作状态分析 CFD准动态模拟大跨网架结构

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钻地爆炸耦合地冲击等效计算理论与方法

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同济大学学报（自然科学版） 2023年第6期51卷 811-817页

作者：徐天涵邱艳宇谢方王明洋陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室江苏南京210007 武汉理工大学道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室湖北武汉430070 南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

钻地爆炸地冲击对地下防护工程构成重大威胁,目前常用的试验手段难以建立普遍适用的制导钻地炸弹、超高速动能弹和钻地核弹耦合地冲击效应计算方法。为此,文中从理论上揭示了钻地爆炸破坏区体积与耦合地冲击能量的关系。依据地下爆炸压... 详细信息

钻地爆炸地冲击对地下防护工程构成重大威胁,目前常用的试验手段难以建立普遍适用的制导钻地炸弹、超高速动能弹和钻地核弹耦合地冲击效应计算方法。为此,文中从理论上揭示了钻地爆炸破坏区体积与耦合地冲击能量的关系。依据地下爆炸压缩与破坏半径和爆炸当量的关系,给出了现有主要耦合系数之间的换算公式,提出了仅需接触爆压缩半径和封闭爆压缩半径两个初始参数的耦合系数计算方法。通过与国外已有地下核试验数据和数值模拟结果对比分析,从能量耦合系数和当量耦合系数两方面,验证了该方法的正确性。结合填塞系数计算,表明美国的钻地核爆地冲击耦合系数曲线具有较好的可靠性,且偏安全。从防护工程抗钻地爆炸地冲击效应角度,选用当量耦合系数和填塞系数计算地冲击较为适宜,并给出了便于工程运用的钻地核爆当量耦合系数和填塞系数的计算公式。

关键词：钻地核爆地冲击能量耦合系数填塞系数

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