检索结果-内蒙古大学图书馆

中国科学:技术科学 2025年第4期55卷 717-728页

作者：李文杰柯世堂张郁江朱松晔任贺贺南京航空航天大学土木与机场工程系桂林理工大学土木工程学院香港理工大学土木及环境工程学系

风-浪联合发电结构是由叶片、机舱、塔筒、浮台、浮子和系泊组成的多柔-刚性多体动力学复杂系统,其中系泊是确保极端海况下风-浪联合发电结构体系抗风稳定性的核心构件和最终屏障.为探究风-浪联合发电结构体系断缆失稳机理与判别准则,... 详细信息

风-浪联合发电结构是由叶片、机舱、塔筒、浮台、浮子和系泊组成的多柔-刚性多体动力学复杂系统,其中系泊是确保极端海况下风-浪联合发电结构体系抗风稳定性的核心构件和最终屏障.为探究风-浪联合发电结构体系断缆失稳机理与判别准则,本文设计提出了一种集成半潜式风力机和垂荡式浮子的新型风-浪联合发电结构体系,基于model coupling toolkit (MCT)耦合平台建立了WRF-SWAN-FVCOM (W-S-F)中尺度实时耦合模拟方法,分析了台风Meranti过境全过程中台风-浪-流时空演变,结合中/小尺度嵌套降阶模拟方法(WRF-CFD/CSD)探究了风-浪联合发电结构体系非线性振动响应规律,最后根据断缆失稳全过程揭示了结构体系跳跃失稳机理并建立了失稳判别准则.结果表明:中尺度W-S-F耦合模拟比单WRF模式的台风路径误差减小了33.4%,风速精度提高了12%;系泊断裂全过程风-浪联合发电结构体系运动遵循跳跃失稳机理,主系泊和侧系泊断裂后位移分别以纵荡和横荡为主;当位移失稳指标w≥3%时,结构体系因系泊断裂由前平稳阶段进入跳跃失稳阶段,最后进入后平稳阶段.本文研究结论可为风-浪联合发电结构体系稳定性设计提供理论基础.

关键词：风-浪联合发电结构体系台风-浪-流系泊断裂失稳机理判别准则

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结构钢材全过程真实应力-应变关系研究

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工程力学 2025年第4期42卷 216-225,272页

作者：魏陆原杨飞延睿段留省长安大学建筑工程学院陕西西安710061 香港理工大学土木及环境工程学系中国香港999077

对钢结构的连接部位或节点域进行大变形或断裂模拟分析时,需准确考虑钢材的全过程真实应力-应变关系。对Q355和Q420钢材开展单轴拉伸试验获得其全过程工程应力-应变曲线,采用有限元方法对两种钢材的拉伸试验进行模拟,通过比较有限元分... 详细信息

对钢结构的连接部位或节点域进行大变形或断裂模拟分析时,需准确考虑钢材的全过程真实应力-应变关系。对Q355和Q420钢材开展单轴拉伸试验获得其全过程工程应力-应变曲线,采用有限元方法对两种钢材的拉伸试验进行模拟,通过比较有限元分析和实测工程应力-应变曲线的吻合度,对描述钢材颈缩后真实应力-应变曲线的Ling方法、Swift+Voce方法、以及该文提出的改进Ramberg-Osgood方法的适用性和准确性进行评价。为进一步探讨三种方法对描述高强钢真实应力-应变关系的适用性,对相关文献报道的S690和S960钢材拉伸试验也进行了模拟分析。结果表明:Ling方法、Swift+Voce方法、以及该文提出的改进Ramberg-Osgood方法均能较准确地描述Q355和Q420的真实应力-应变关系,也适用于描述S690和S960两种高强钢的真实应力-应变关系,验证了三种方法对描述包括高强钢在内的结构钢材真实应力-应变关系的普适性。

关键词：钢结构真实应力-应变关系有限元分析结构钢材拉伸试验 Ramberg-Osgood

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高强CO2泡沫混凝土的设计、制备与宏微观特性

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硅酸盐学报 2025年

作者：范定强陆建鑫刘康宁潘智生香港理工大学土木及环境工程学系香港理工大学碳中和资源工程研究中心

CO2的大量排放给全球生态环境构成了严峻挑战。对此，提出了回收CO2废气制备高强CO2泡沫混凝土（HSCFC）的新策略，旨在实现混凝土领域的高效碳捕捉与碳利用。首先，提出了高强CO2泡沫混凝土的设计理念与方法，即将设计的CO2泡沫纳入... 详细信息

CO2的大量排放给全球生态环境构成了严峻挑战。对此，提出了回收CO2废气制备高强CO2泡沫混凝土（HSCFC）的新策略，旨在实现混凝土领域的高效碳捕捉与碳利用。首先，提出了高强CO2泡沫混凝土的设计理念与方法，即将设计的CO2泡沫纳入基于颗粒紧密堆积理论设计的高强水泥浆体中。随后对制备的高强CO2泡沫混凝土材料进行了宏/微观性能评估。结果表明，设计的HSCFC具有低密度、高抗压强度（约为相似密度下普通泡沫混凝土强度的2倍）、高显微硬度（HV均值可达90）以及低导热系数。提高CO2泡沫用量可增加HSCFC的孔隙率，但使用过量CO2泡沫导致孔结构的粗化。此外，CO2泡沫的使用提高了水泥水化程度，并在水泥基体内产生了内碳化效应，于泡孔壁上原位生成大量碳酸钙，从而增强泡孔。研究成果为回收工业尾气制备固碳型泡沫混凝土提供了一条新途径，有利于水泥混凝土行业的低碳可持续发展。

关键词： CO 泡沫泡沫混凝土碳捕集孔结构内碳化

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玻纤复材固废粗纤维增强混凝土的力学性能

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复合材料学报 2025年第3期42卷 1489-1501页

作者：邹祺祺陈建飞付兵滕锦光南方科技大学海洋科学与工程系深圳518055 哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150006 暨南大学力学与建筑工程学院广州510632 香港理工大学土木及环境工程学系中国香港999077

树脂基纤维增强复合材料(FRP,简称“复材”)具有轻质、高强、耐腐蚀等突出优点,广泛应用于建筑、交通、能源、航空航天及体育等行业。复合材料生产过程和寿命终端产生了大量的复材固体废弃物,其中95%以上为玻璃纤维增强复合材料(GFRP,... 详细信息

树脂基纤维增强复合材料(FRP,简称“复材”)具有轻质、高强、耐腐蚀等突出优点,广泛应用于建筑、交通、能源、航空航天及体育等行业。复合材料生产过程和寿命终端产生了大量的复材固体废弃物,其中95%以上为玻璃纤维增强复合材料(GFRP,简称“玻纤复材”)。玻璃纤维附加值较低且力学性能易在回收处理后显著降低,因此玻纤复材固废的回收经济性不强。本研究团队此前提出了通过机械切割将玻纤复材固废加工成粗纤维,并用于制备粗纤维混凝土(MFRC)。本文通过一系列轴压和劈拉试验,研究粗纤维体积掺量、厚度、长度对两种配比混凝土的力学性能的影响。试验结果表明,粗纤维的掺入能显著提升混凝土的劈拉强度,体积掺量为1.5vol%时,配比二混凝土的劈拉强度提高40%。评估了现有FRC劈拉强度预测公式对MFRC劈拉强度的预测效果,并基于试验结果提出了粗纤维混凝土劈拉强度预测公式。

关键词：玻纤复材固废机械回收粗纤维纤维混凝土

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基于非参数贝叶斯方法的结构损伤识别研究

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振动工程学报 2025年第2期38卷 260-267页

作者：王其昂王浩博周明利孙发源倪一清吴子燕丁安驰李健朋李文磊中国矿业大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室江苏徐州221008 徐州市交通工程总承包有限公司江苏徐州221003 香港理工大学土木及环境工程学系中国香港西北工业大学力学与土木建筑学院陕西西安710072

聚类分析是数据处理中常用的无监督方法,而聚类分析参数较难精准确定,限制了该方法在结构损伤识别中的应用。为解决该问题,本文提出了一种非参数贝叶斯聚类方法,结合结构模态参数开展结构损伤识别和定量分析,拓展了非参数贝叶斯模型的... 详细信息

聚类分析是数据处理中常用的无监督方法,而聚类分析参数较难精准确定,限制了该方法在结构损伤识别中的应用。为解决该问题,本文提出了一种非参数贝叶斯聚类方法,结合结构模态参数开展结构损伤识别和定量分析,拓展了非参数贝叶斯模型的应用范围。所提方法采用自然激励技术处理结构实测振动数据以得到固有频率,通过非参数贝叶斯聚类方法对数据进行聚类,最终结合极大似然异方差高斯过程和贝叶斯因子对聚类结果进行损伤定量分析。通过天津永和桥实际工程案例对所提损伤识别方法的结果进行验证,结果表明,该方法能够在不提前设置聚类参数的情况下,对结构自振频率数据进行精准聚类分析,进一步对结构不同损伤状态进行识别。

关键词：结构健康监测损伤识别非参数贝叶斯贝叶斯因子模态参数

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质量调谐式组合柱轴压力学性能试验与数值模拟研究

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工业建筑 2025年第2期55卷 177-186页

作者：房晓俊李俊熙周云宋建广州大学工程抗震研究中心广州大学土木工程学院香港理工大学土木及环境工程学系

为了研究质量调谐式组合柱(Tuned-mass type composite column, TMTCC)的轴压力学性能，设计加工7组TMTCC试件，每组2个，对其进行轴压试验和数值模拟，分析了长径比和径厚比对TMTCC承载能力的影响；根据规范GB 50936—2014《钢管混凝... 详细信息

为了研究质量调谐式组合柱(Tuned-mass type composite column, TMTCC)的轴压力学性能，设计加工7组TMTCC试件，每组2个，对其进行轴压试验和数值模拟，分析了长径比和径厚比对TMTCC承载能力的影响；根据规范GB 50936—2014《钢管混凝土结构技术规范》和T/CCES 7—2020《中空夹层钢管混凝土结构技术规程》,建立了TMTCC轴压极限承载力的预测算式，并通过试验和数值结果进行验证。结果表明：TMTCC试件的轴压极限承载力随着长径比和径厚比的增大而趋于减小；弹簧和阻尼器可以有效防止TMTCC内柱的滑动倾斜和整体屈曲，保障内、外柱协同变形，充分发挥TMTCC的竖向承载能力；数值模型和计算式得到的预测结果与试验结果吻合良好，可用于TMTCC的分析与设计。

关键词：质量调谐式组合柱弹簧/阻尼器轴压力学性能数值模拟极限承载力计算式

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高强二氧化碳泡沫混凝土的设计、制备与宏微观特性

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硅酸盐学报 2025年第5期 1193-1204页

作者：范定强陆建鑫刘康宁潘智生香港理工大学土木及环境工程学系香港理工大学碳中和资源工程研究中心

CO2的大量排放给全球生态环境构成了严峻挑战。对此，提出了回收CO2废气制备高强CO2泡沫混凝土（HSCFC）的新策略，旨在实现混凝土领域的高效碳捕捉与碳利用。首先，提出了高强CO2泡沫混凝土的设计理念与方法，即将设计的CO2泡沫纳入基... 详细信息

关键词：二氧化碳泡沫泡沫混凝土碳捕集孔结构内碳化

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海上风-浪联合发电结构体系研究进展与未来挑战

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新能源科技 2025年第1期6卷 1-13页

作者：柯世堂毛竞竹王伯洋王文才黄国庆朱松晔南京航空航天大学土木与机场工程系重庆大学土木工程系香港理工大学土木及环境工程学系

“海上风电+”融合发展新模式是我国未来风电发展技术的制高点,风能和波浪能联合发电是实现“海上风电+”这一高技术战略性新兴产业的最重要形式之一,而风-浪联合发电结构体系的研发是实现该目标的重要支撑和建设基础。海上风-浪联合发... 详细信息

“海上风电+”融合发展新模式是我国未来风电发展技术的制高点,风能和波浪能联合发电是实现“海上风电+”这一高技术战略性新兴产业的最重要形式之一,而风-浪联合发电结构体系的研发是实现该目标的重要支撑和建设基础。海上风-浪联合发电结构体系是由叶片、机舱、塔筒、浮筒、浮子、浮台和锚链组成的多柔-刚体混合多体动力学复杂体系,时常遭受海上极端的台风、波浪、海流等多灾害耦合作用,如何保障风-浪联合发电结构体系的结构安全强度和体系稳定性能,是其深海化和大型化发展面临的巨大挑战,亦被列为世界十大海洋科学问题和工程技术难题之一,成为国际风工程与结构工程领域的最前沿趋势与学科交叉研究热点。文章首先从浮式风力机结构体系和波浪能发电装置出发,分别概述了各自结构体系发展历程和研发现状;其次梳理了海上风-浪联合发电结构体系的概念设计理论与研发现状,着重介绍了风-浪联合发电混合结构体系的研究成果;最后从结构体系设计通用规范、双重非线性气动/水动荷载预测方法、体系降载减振新技术研究等方面提出未来挑战。

关键词：海上风电+ 风-浪联合发电结构体系浮式风力机波浪能发电装置

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裸光纤光栅及光纤力锤在大桥模型试验中的应用

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工程力学 2011年第3期28卷 103-108页

作者：詹胜谭华耀徐幼麟区浩然张笑华香港理工大学土木及结构工程学系香港理工大学电机工程学系

经缩尺比例后,大跨度悬索桥模型的构件一般变得很细小,尺寸大的传感器无法或不宜安装在结构模型上,尤其是需作动力试验的模型,附加大量传感器及电缆线的质量、刚度和阻尼会严重影响试验的结果。为解决此问题,该文采用细柔的裸光纤光栅... 详细信息

经缩尺比例后,大跨度悬索桥模型的构件一般变得很细小,尺寸大的传感器无法或不宜安装在结构模型上,尤其是需作动力试验的模型,附加大量传感器及电缆线的质量、刚度和阻尼会严重影响试验的结果。为解决此问题,该文采用细柔的裸光纤光栅测量直径仅0.5mm细钢丝吊索及其他细小构件的应变。为获得光纤所测应变的传递函数,研制了激振用的光纤力锤,进行了应变模态振型测量分析。模型试验已取得的结果对大桥原型健康监测有重要参考意义。此外,该文还给出试验过程中值得注意的几个问题。

关键词：裸光纤光栅光纤力锤模型试验传递函数应变模态

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既有桁架屋盖建筑火致倒塌试验与数值模拟

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建筑结构学报 2025年第3期46卷 153-163页

作者：李晋宇李国强朱劭骏张超陈彬吉蔚戚洪辉王尧陈楠杨晓琳江黎明聂勇峰罗齐同济大学土木工程学院上海200092 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072 上海城建信息科技有限公司上海200092 中国安全生产科学研究院北京100012 香港理工大学建筑环境及能源工程学系中国香港999077 湖北省消防救援总队湖北武汉430061 宜昌市消防救援支队湖北宜昌443003

为研究火灾下桁架屋盖建筑等大空间建筑的升温规律及结构响应,对一真实既有钢-混凝土混合桁架屋盖建筑开展火灾倒塌试验。试验采用木垛为火源,通过综合应用热电偶、地磅、微波雷达和耐高温倾角仪等手段采集数据,测量火源的热释放速率、... 详细信息

为研究火灾下桁架屋盖建筑等大空间建筑的升温规律及结构响应,对一真实既有钢-混凝土混合桁架屋盖建筑开展火灾倒塌试验。试验采用木垛为火源,通过综合应用热电偶、地磅、微波雷达和耐高温倾角仪等手段采集数据,测量火源的热释放速率、建筑内部空气温度、结构构件温度、关键节点的位移及转角等数据,并得到结构在真实火灾下的升温特点及位移和转角变化规律。采用场模拟和有限元法分别对试验的建筑空气温度场与结构热-力耦合响应进行模拟,通过与实测结果的对比验证数值模拟的有效性。研究表明:试验中建筑内部空气温度场呈现出明显的非均匀分布特点,测点温度分布范围为500~900℃;火源燃烧规律可划分为闪燃、缓升、稳定与衰退等4个阶段;空气温度场变化趋势与热释放速率变化趋势基本一致;混合桁架屋盖的倒塌由上弦混凝土杆弯曲失效引发,与纯钢桁架由杆件屈曲失效所致的倒塌明显不同。场模拟可以较为准确地复现桁架内部的空气温度场分布,模拟精度随着距火源距离的增加而提高,远离火源的测点模拟结果与试验结果基本一致;有限元模拟可以准确得到桁架以弯曲失效为主的倒塌模式及变形规律。

关键词：桁架火灾倒塌试验场模拟热力耦合倒塌模式

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