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内置螺旋箍筋芯柱的混合配筋柱抗震性能试验研究
1
作者 王坦 杨帆 +5 位作者 周志杰 刘金玲 尹俊博 王凯琦 李宁 张薇 《振动与冲击》 北大核心 2025年第20期177-185,共9页
为提升侵蚀环境下混凝土柱的抗震性能,提出一种内置螺旋箍筋芯柱的混合配筋(hybrid reinforced with built-in spiral stirrup core,HRBS)柱。开展了2个HRBS柱、1个纯钢筋柱和1个无内置螺旋箍筋芯柱的玻璃纤维增强聚合物(glass fiber re... 为提升侵蚀环境下混凝土柱的抗震性能,提出一种内置螺旋箍筋芯柱的混合配筋(hybrid reinforced with built-in spiral stirrup core,HRBS)柱。开展了2个HRBS柱、1个纯钢筋柱和1个无内置螺旋箍筋芯柱的玻璃纤维增强聚合物(glass fiber reinforced polymer,GFRP)筋柱的拟静力试验,研究HRBS柱的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、强度退化、刚度退化和残余位移等方面的抗震性能。结果表明:HRBS柱具有良好的整体抗震性能。在水平往复荷载作用下,HRBS柱的滞回曲线较为饱满,破坏类型均为弯曲破坏。与纯钢筋柱相比,HRBS柱试件的水平承载力和延性系数分别增大了10.20%和5.90%,残余位移小,具有良好的整体抗震性能。与无内置螺旋箍筋芯柱的GFRP筋柱子相比,内置螺旋箍筋芯柱直径为150 mm和200 mm的HRBS柱的水平峰值荷载提升了21.15%和55.47%,位移延性系数增大5.51%和降低32.67%。通过设计合理的芯柱直径,能有效提高此新型柱的延性。在试验基础上,建立HRBS柱的有限元模型,模拟结果与试验的结果吻合良好。通过有限元参数化分析结果表明,不同混凝土强度、芯柱直径、芯柱纵筋根数是影响HRBS柱抗震性能的重要参数,可为HRBS柱在工程设计和应用中提供参考。 展开更多
关键词 螺旋箍筋芯柱 混合配筋柱 拟静力试验 抗震性能 有限元分析
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基于图谱的塔机结构损伤诊断技术研究
2
作者 宋世军 徐保壮 +1 位作者 杨蕊 安增辉 《自动化应用》 2025年第3期184-188,共5页
塔式起重机塔身结构损伤是导致塔机倾覆等重大事故的主要原因之一。目前,塔式起重机塔身结构损伤状态诊断主要依靠人工和定期检查。为进一步提升塔式起重机的结构损伤诊断和健康分析技术水平,开发了一种塔机塔身结构损伤诊断原型系统。... 塔式起重机塔身结构损伤是导致塔机倾覆等重大事故的主要原因之一。目前,塔式起重机塔身结构损伤状态诊断主要依靠人工和定期检查。为进一步提升塔式起重机的结构损伤诊断和健康分析技术水平,开发了一种塔机塔身结构损伤诊断原型系统。该系统通过匹配理论图谱和实测图谱,可实现塔机塔身结构损伤状态的快速诊断,通过理论图谱编码实现快速查询,确定损伤部位和损伤程度。 展开更多
关键词 塔身结构损伤 损伤诊断 图谱编码 损伤诊断原型系统 匹配理论图谱
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基于模糊补偿的磁浮列车悬浮系统非奇异终端滑模控制
3
作者 孙友刚 张丹丹 +1 位作者 吉文 徐俊起 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第4期803-811,共9页
针对电磁悬浮(EMS)型磁浮列车在实际运行时,因系统参数时变、侧风气动升力以及载客量变化等因素,致使高精度悬浮动态性能下降的问题,提出一种自适应模糊非奇异终端滑模控制(FNTSC)方法.首先,建立考虑系统不确定性与外部干扰的单电磁铁... 针对电磁悬浮(EMS)型磁浮列车在实际运行时,因系统参数时变、侧风气动升力以及载客量变化等因素,致使高精度悬浮动态性能下降的问题,提出一种自适应模糊非奇异终端滑模控制(FNTSC)方法.首先,建立考虑系统不确定性与外部干扰的单电磁铁悬浮系统动力学模型;其次,采用模糊逻辑系统对悬浮系统中的未知非线性函数进行在线逼近与动态补偿;然后,针对传统滑模控制(SMC)中的奇异性问题和颤振现象,设计非奇异终端滑模控制器,并在不进行任何线性化处理的前提下,基于Lyapunov稳定性理论证明跟踪误差的有限时间收敛性;最后,将PID、SMC、模糊PID控制方法与FNTSC方法进行仿真对比,并进一步开展PID和FNTSC方法的实验对比,验证所提方法的有效性和鲁棒性.研究结果表明:在随机外部干扰和轨道不平顺情况下,FNTSC方法具有更小的稳态误差和更优的跟踪性能;相较于PID控制方法,静态悬浮的均方根误差降低15.7%,对幅值为2 mm的正弦波不平顺轨迹,其跟踪误差可限定在0.05 mm以内. 展开更多
关键词 磁浮交通 悬浮系统 模糊控制 非奇异终端滑模控制 鲁棒性 自适应控制
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参数带宽化的双摆桥式起重机线性自抗扰控制 被引量：1
4
作者 邵雪卷 韩雨豪 +3 位作者 周亮亮 孙来庆 陈志梅 张井岗 《振动与冲击》 北大核心 2025年第4期82-90,共9页
桥式起重机作为工业上广泛应用的运输设备,在实际起动时,台车移动势必会带动吊钩以及负载产生两级摆角,增加小车定位与实时消摆的难度。针对这种情况,提出一种参数基于带宽调节的线性自抗扰控制方法,以消除初始负载摆角、内部不确定状... 桥式起重机作为工业上广泛应用的运输设备,在实际起动时,台车移动势必会带动吊钩以及负载产生两级摆角,增加小车定位与实时消摆的难度。针对这种情况,提出一种参数基于带宽调节的线性自抗扰控制方法,以消除初始负载摆角、内部不确定状态以及外界扰动对系统的影响。首先,将系统解耦成三个控制量互不包含的子系统;其次,对解耦后的子系统分别设计线性扩张状态观测器和线性控制器;最后,结合Lyapunov方法将设计的扩张状态观测器和控制器参数带宽化并进行收敛性和稳定性分析。仿真结果表明,所提控制方法能够在强扰动影响下准确平稳地将负载运输到目标位置并快速消除两级摆动,同时对模型参数变化具有较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 双摆桥式起重机 带宽法 自抗扰 线性扩张状态观测器
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基于特征交叉注意力机制融合的轴承故障诊断方法 被引量：1
5
作者 赵国超 刘崇德 +2 位作者 宋宇宁 金鑫 李伟华 《振动与冲击》 北大核心 2025年第12期228-237,共10页
为了解决轴承振动信号特征提取不充分导致故障诊断准确率低的问题,提出一种基于特征交叉注意力机制融合的轴承故障诊断方法,建立CNN-BiTCN-CA诊断模型。采用变分模态分解和快速傅里叶变换对原始信号进行重构,分别使用卷积神经网络(convo... 为了解决轴承振动信号特征提取不充分导致故障诊断准确率低的问题,提出一种基于特征交叉注意力机制融合的轴承故障诊断方法,建立CNN-BiTCN-CA诊断模型。采用变分模态分解和快速傅里叶变换对原始信号进行重构,分别使用卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)和双向时间卷积网络(bidirectional temporal convolutional network,BiTCN)提取时频特征,通过交叉注意力机制(cross-attention mechanism,CA)融合时频特征的能力,充分提取原始信号故障特征,利用全连接层实现滚动轴承故障类型的精确诊断。试验研究表明:在含信噪比为9.32 dB、标准差为2.98的高斯白噪声的环境下,使用CNN-BiTCN-CA模型轴承故障分类准确率为99.88%,相较于使用CNN、BiTCN和结合自注意力机制的卷积神经网络(CNN with self-attention mechanism,CNN-SA)诊断轴承故障,准确率分别提升约22.79%、4.85%和4.19%;在引入信噪比为3.31 dB、标准差为5.96的高斯白噪声时,该模型仍然可以达到96.12%的诊断准确率。CNN-BiTCN-CA模型能够深入提取轴承信号中的故障特征,有效提高故障分类准确性。 展开更多
关键词 滚动轴承 故障诊断 双向时间卷积网络(BiTCN) 时频融合 交叉注意力机制(CA)
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考虑键相丢失的二重逐点Vold-Kalman滤波涡轮泵故障诊断 被引量：1
6
作者 王帅 孙若斌 +2 位作者 翟智 马猛 陈雪峰 《振动与冲击》 北大核心 2025年第3期210-220,229,共12页
液体火箭发动机涡轮泵在高转速、高温度梯度、高压的非平稳工况下极易发生故障。Vold-Kalman滤波方法能够从复杂时变振动信号中检测出涡轮泵转子故障,但由于涡轮泵振动传递路径复杂,该方法依赖于所采集振动信号的载波的高采样率高精度... 液体火箭发动机涡轮泵在高转速、高温度梯度、高压的非平稳工况下极易发生故障。Vold-Kalman滤波方法能够从复杂时变振动信号中检测出涡轮泵转子故障,但由于涡轮泵振动传递路径复杂,该方法依赖于所采集振动信号的载波的高采样率高精度的相位信息,在键相信号丢失和采样频率低(一圈一个脉冲)的实际应用场景下存在故障检测精度偏低的问题;且Vold-Kalman滤波使用批量式优化的方法,求解缓慢,无法在箭载计算机上实现在线检测故障。针对上述两个问题,为实现毫秒级的涡轮泵故障实时诊断,提出了一种滤波诊断方法——二重逐点Vold-Kalman滤波器(double point-wise Vold-Kalman filter,DPVKF)。DPVKF首先建立各阶次分量状态转移和状态观测的时变线性高斯模型;然后,从低精度的转速脉冲和振动信号中准确重构相应载波的高精度瞬变相位;随后,在重构相位的指导下,得到各阶次复包络的最优线性无偏估计;最终,在复杂激励干扰下提取到涡轮泵转子的故障特征。故障模拟试验和某型号涡轮泵低温轴承运转试验表明,提出的方法可实现高实时性、高可靠性的涡轮泵转子故障诊断。 展开更多
关键词 二重逐点Vold-Kalman滤波(DPVKF) 键相信号丢失 涡轮泵 故障诊断
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强迫振动形式下超高层建筑横风向气动弹性效应的大涡模拟研究 被引量：1
7
作者 谭超 全涌 +2 位作者 张正维 姚博 傅国强 《振动与冲击》 北大核心 2025年第5期169-175,共7页
相比于气动弹性模型风洞试验,强迫振动模型试验具有很强的参数可控性,是研究超高层建筑气动弹性效应的重要手段。然而,强迫振动装置的制造困难却限制了该方法的广泛应用。通过大涡模拟方法对超高层建筑的强迫振动模型的气动力及流场进... 相比于气动弹性模型风洞试验,强迫振动模型试验具有很强的参数可控性,是研究超高层建筑气动弹性效应的重要手段。然而,强迫振动装置的制造困难却限制了该方法的广泛应用。通过大涡模拟方法对超高层建筑的强迫振动模型的气动力及流场进行了模拟,并基于此研究了超高层建筑的气动弹性效应。结果表明:该方法可较准确地模拟出超高层建筑强迫振动模型所受气动力及流场;当来流风速处于涡激共振风速区间时,横风向振幅的增加会显著加剧建筑侧面的旋涡脱落,使得其侧面风压及横风向气动力系数均方根值显著增大,而当折减风速远离涡激共振风速时,横风向振动对建筑横风向气动力基本没有影响;振幅和折减风速的变化对建筑的横风向气动刚度和气动阻尼有显著的影响。 展开更多
关键词 大涡模拟 超高层建筑 强迫振动 气动弹性效应
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“圆-三角-附板”截面振子的流致振动试验研究 被引量：1
8
作者 刘昉 向佳乐 +3 位作者 燕翔 冯卫鹏 邵楠 王孝群 《振动与冲击》 北大核心 2025年第2期55-64,共10页
通过试验方法对“圆-三角-附板”截面振子的流致振动进行研究,分析了高宽比、系统阻尼比对振动的影响,并使用粒子图像测速技术对典型工况进行尾流拍摄,分析“圆-三角-附板”截面振子的尾流演化规律,为流致振动发电振子设计提供参考。主... 通过试验方法对“圆-三角-附板”截面振子的流致振动进行研究,分析了高宽比、系统阻尼比对振动的影响,并使用粒子图像测速技术对典型工况进行尾流拍摄,分析“圆-三角-附板”截面振子的尾流演化规律,为流致振动发电振子设计提供参考。主要结论如下:振动强度随着系统阻尼比提高而减弱;随着截面高宽比的增大,振子发生驰振的能力增强,而最大振幅比和频率比均降低;随着高宽比的增大,旋涡的涡量增加,尺度增长,振子受力面积变大,旋涡附着现象更加明显,振子受力效果更好;随着振子高宽比的增大,正向旋涡发育和脱落的时间比反向旋涡更长。 展开更多
关键词 流致振动 组合截面振子 尾流
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基于物理驱动支持向量机方法的地震作用下结构动力响应求解 被引量：2
9
作者 杜轲 吴文贤 +1 位作者 林志鹏 骆欢 《振动与冲击》 北大核心 2025年第3期284-290,共7页
物理驱动机器学习是一种将物理原理融入机器学习框架的前沿方法。通过引入物理知识,该方法旨在使模型更为贴合实际世界的物理规律和约束,以提高模型在学习过程中对数据本质特征的准确捕捉。该研究使用了一种以支持向量机为基础的物理驱... 物理驱动机器学习是一种将物理原理融入机器学习框架的前沿方法。通过引入物理知识,该方法旨在使模型更为贴合实际世界的物理规律和约束,以提高模型在学习过程中对数据本质特征的准确捕捉。该研究使用了一种以支持向量机为基础的物理驱动方法,用于精确计算结构的动力响应。该算法通过最小化多输出最小二乘支持向量机的目标函数,实现了对回归模型参数的精准拟合。同时,通过在特征空间中引入系统动态平衡方程和初始条件的物理约束,无需事先训练数据即可有效计算结构的动力响应。随后开展在地震动荷载作用下的单自由度体系和二层剪切框架多自由度体系的动力响应,并将所用方法与传统方法的结果进行了对比。分析结果表明,提出的物理驱动机器学习方法在精度和大时间步长性能方面均显著优于传统方法。 展开更多
关键词 机器学习 支持向量机 物理驱动 无标记数据 结构动力响应分析
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电池包差值型液冷板设计和散热性能分析 被引量：1
10
作者 朱茂桃 王建岭 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第5期379-384,共6页
为了探究放电中途进行液冷的效果,以一个由3个电池模组组成的完整电池包为研究对象,在极柱上表面放置导电排和ntc温度传感器。通过数值模拟,将模型导入Fluent分析,先在常温行车工况下使用1C倍率进行放电,当电池包温度上升到38℃时,开启... 为了探究放电中途进行液冷的效果,以一个由3个电池模组组成的完整电池包为研究对象,在极柱上表面放置导电排和ntc温度传感器。通过数值模拟,将模型导入Fluent分析,先在常温行车工况下使用1C倍率进行放电,当电池包温度上升到38℃时,开启液冷系统,进行电池包降温。结果表明:当电池包达到38℃时开启液冷系统,电池包的温度由于热惯性先上升再下降,同时靠近出口的锂电池温度上升大于靠近进口处的电池,但是整体温度范围依旧在电动车正常行驶温度范围内。然后基于现有的蛇形流道设计出一个串并联结合并且宽度依次增大的新型流道结构,再改变进口冷却液的流速、温度和导热垫厚度,研究不同的工况下电池包冷却效果。结果表明:新型流道对于电池包温度一致性有所改善,进口冷却液流量、温度和导热垫厚度的选择也能影响冷却效果以应该综合考虑。 展开更多
关键词 ntc温度传感器 三维瞬态分析 新型流道结构 冷却液流量 冷却液温度 导热垫厚度
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基于改进多目标粒子群算法的码头结构传感器优化布置 被引量：1
11
作者 周鹏飞 张雍 《振动与冲击》 北大核心 2025年第1期243-251,共9页
为解决码头结构健康监测领域的传感器优化布置问题,提出了一种基于改进多目标粒子群(IMOPSO)的传感器优化布置算法。针对传统方法寻优效率低、优化目标单一,难以同时满足模态识别、损伤识别等复杂的健康监测需求的问题,构建了以损伤敏... 为解决码头结构健康监测领域的传感器优化布置问题,提出了一种基于改进多目标粒子群(IMOPSO)的传感器优化布置算法。针对传统方法寻优效率低、优化目标单一,难以同时满足模态识别、损伤识别等复杂的健康监测需求的问题,构建了以损伤敏感性和冗余性、损伤识别不适定性以及模态线性独立性的多目标优化函数;改进多目标粒子群算法获取Pareto解集,利用TOPSIS熵权法确定最优传感器布置方案。在某高桩码头试验表明:与有效独立法和有效独立-模态动能法相比,IMOPSO得到的布设方案测点分布更均匀,在灵敏度矩阵条件数、MAC最大非对角元、损伤冗余性指标分别优化了45%、90%、5%以上;多种工况下的损伤位置和程度识别准确率在不同噪声下平均提高5%和7%以上。 展开更多
关键词 码头结构健康监测 传感器优化布置 损伤识别 改进多目标粒子群(IMOPSO)
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基于二次分解时频图和SE-DSMC-BSA的轻量化有载分接开关机械故障识别方法
12
作者 李思奇 夏卯 +4 位作者 鲁思兆 毕贵红 黄一超 阮彦俊 李良创 《振动与冲击》 北大核心 2025年第11期268-279,308,共13页
有载分接开关(on-load tap-changer,OLTC)是有载调压变压器中唯一可动的部件,其频繁切换易导致机械故障。为了实现OLTC机械状态的在线监测,文中提出一种结合二次分解时频图、深度可分离多尺度卷积(depthwise separable multiscale convo... 有载分接开关(on-load tap-changer,OLTC)是有载调压变压器中唯一可动的部件,其频繁切换易导致机械故障。为了实现OLTC机械状态的在线监测,文中提出一种结合二次分解时频图、深度可分离多尺度卷积(depthwise separable multiscale convolution,DSMC)、挤压-激励(squeeze-excitation,SE)注意力机制和广播自注意力(broadcast self-attention,BSA)机制的轻量化OLTC故障识别方法。首先,建立OLTC故障模拟试验平台获取振动信号。在此基础上,引入二次分解和Hilbert变换,将两次分解的分量全部转换为时频图。然后,利用SE-DSMC对时频图进行多尺度的特征提取,并进行通道特征增强。最后,引入BSA对全局特征进行提取,以提升故障识别的准确率。与现有方法相比,该方法特别是在小样本情况下具有识别速度快、准确率高和轻量化等优势。 展开更多
关键词 有载分接开关(OLTC) 故障识别 二次分解 挤压-激励(SE) 深度可分离多尺度卷积(DSMC) 广播自注意力(BSA) 轻量化
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单自由度分段线性系统共存吸引子的转迁控制及优化
13
作者 丁旺才 李孟 +2 位作者 李得洋 吴少培 李国芳 《华中科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期145-154,共10页
针对一类单自由度分段线性系统的吸引子共存现象,利用速度脉冲法对系统共存吸引子进行转迁控制,并基于自适应惯性权重粒子群优化(APSO)算法对控制方法的控制增益进行寻优.首先,通过构建局部映射得到系统庞加莱映射,计算雅可比矩阵的特征... 针对一类单自由度分段线性系统的吸引子共存现象,利用速度脉冲法对系统共存吸引子进行转迁控制,并基于自适应惯性权重粒子群优化(APSO)算法对控制方法的控制增益进行寻优.首先,通过构建局部映射得到系统庞加莱映射,计算雅可比矩阵的特征值,进而得到系统的弗洛凯乘子和李雅普诺夫指数;利用打靶法、胞映射方法和参数延续算法分析和刻画系统周期运动在转迁过程中由鞍结分岔、倍周期分岔和边界激变引起的吸引子共存现象.其次,基于速度脉冲法,在定相位面上对被控周期运动的速度施加扰动,将被控系统的周期运动或混沌运动控制到与之共存的其他周期运动.最后,利用自适应惯性权重粒子群算法对控制增益寻优,得到了控制增益在可行区域内的最优组合,避免了采用试凑法确定控制器增益的片面性与不准确性.该控制方法有利于提高机械系统的稳定性,增加使用寿命,具有一定的工程实际意义. 展开更多
关键词 碰撞振动 转迁特征 分岔 吸引子共存 粒子群优化算法
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变工况下基于频率不变性的高速列车小幅蛇行识别方法
14
作者 宁静 洪梓轩 +3 位作者 王铎颖 王子轩 张兵 陈春俊 《振动与冲击》 北大核心 2025年第16期264-272,共9页
高速列车蛇行会影响乘客的舒适度,损害列车部件,甚至危及列车运行的安全。识别蛇行状态,特别是蛇行失稳开始前的小幅蛇行状态至关重要。针对变工况下蛇行识别不准的问题,提出了一种基于频率不变性的小幅蛇行识别方法。首先,考虑到在轨... 高速列车蛇行会影响乘客的舒适度,损害列车部件,甚至危及列车运行的安全。识别蛇行状态,特别是蛇行失稳开始前的小幅蛇行状态至关重要。针对变工况下蛇行识别不准的问题,提出了一种基于频率不变性的小幅蛇行识别方法。首先,考虑到在轨道不平顺等外部因素的影响下,蛇行频率比时域特征更稳定,因此综合蛇行频率和时域信息,构建了频率不变特征融合模块(域内迁移);然后,将该模块和域间迁移结合,直接从未标记的数据中提取更多的不变特征,从而提高蛇行识别的准确性;最后,将该方法运用于高速列车实测数据中,几种不同迁移任务识别平均准确率均在95%以上,识别结果明显优于非迁移学习方法以及其他迁移方法。 展开更多
关键词 高速列车 小幅蛇行 变工况 迁移学习 识别方法
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基于微分求积法的两端固结刚性吊杆拉力识别研究
15
作者 彭涛 稂其林 +2 位作者 陆小龙 王涛 田仲初 《振动与冲击》 北大核心 2025年第2期94-103,共10页
以修正Timoshenko梁理论为基础,提出了一种基于微分求积法的拱桥刚性吊杆拉力识别方法。基于修正Timoshenko梁理论建立刚性吊杆横向振动微分方程,通过选取切比雪夫多项式的根作为节点坐标,利用拉格朗日插值基函数近似表示位移函数;根据... 以修正Timoshenko梁理论为基础,提出了一种基于微分求积法的拱桥刚性吊杆拉力识别方法。基于修正Timoshenko梁理论建立刚性吊杆横向振动微分方程,通过选取切比雪夫多项式的根作为节点坐标,利用拉格朗日插值基函数近似表示位移函数;根据微分求积法基本原理计算各阶权重系数,引入边界条件后,将轴向力作用下的修正Timoshenko梁横向振动微分方程的求解转化为线性代数方程组广义代数特征值的计算问题,从而得到刚性吊杆实测基频与拉力之间的精确对应关系。通过数值算例和实桥应用对该方法进行了验证,结果表明,当两端固结刚性吊杆的长细比小于222.23时,需要考虑抗弯刚度、剪切变形和转动惯量的影响才能保证拉力识别的精度。提出的基于微分求积法的吊杆拉力识别方法能够应用于各种工况和长细比下的刚性吊杆拉力识别,具有准确、实用和易编程的特点,能够满足实际工程应用要求。 展开更多
关键词 刚性吊杆 修正Timoshenko梁 频率法 微分求积法 拉力识别
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煤层定向水力割缝器研制及性能分析
16
作者 卢义玉 常文旭 +3 位作者 周哲 刘湘杰 张旭 唐意龙 《振动与冲击》 北大核心 2025年第18期87-98,共12页
水力割缝技术作为有效的煤层增透措施之一,在地应力作用下割缝空间排布和角度对割缝效果影响显著,但常规割缝器由于其自身结构局限性在现场施工时缝槽角度不可调节,难以实现最优的割缝空间排布和角度。研制了一种新型煤层定向水力割缝器... 水力割缝技术作为有效的煤层增透措施之一,在地应力作用下割缝空间排布和角度对割缝效果影响显著,但常规割缝器由于其自身结构局限性在现场施工时缝槽角度不可调节,难以实现最优的割缝空间排布和角度。研制了一种新型煤层定向水力割缝器,其关键定向功能由角度调节机构与可活动喷嘴机构实现,利用钻杆旋转运动周期性改变喷嘴角度,实现定向割缝,改变缝槽角度。对角度调节机构进行了运动分析,当r为18 mm时,可调节角度为17.7°。通过与常规割缝器对比开展流场试验和破岩试验,研究其射流扩散角、打击力、破岩能力等性能。试验结果表明,定向割缝器在一定程度上能控制射流扩散,在较高压力下仍可保持较集中射流形态,且其射流扩散角受软管状态影响显著,自然伸直状态时最小;定向割缝器在相同条件下打击力高于常规割缝器,且与其流场特性紧密相关;定向割缝器在不减少切割能力的前提下改变了割缝角度,割缝深度提升30.87%,且破岩特性也对应其流场及打击力特性;煤层定向水力割缝器的研制为解决常规割缝器的不足提供了有效途径,有助于提高煤层瓦斯抽采效率和矿井安全生产水平。 展开更多
关键词 瓦斯抽采 水力割缝 结构设计 流场特性
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飞机U型铆接构件不同加载角度下失效特性试验及数值模型研究
17
作者 牟浩蕾 张经纬 +2 位作者 赵一帆 解江 冯振宇 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第2期148-158,共11页
在坠撞载荷作用下,运输类飞机的机身连接构件失效是其主要的失效形式之一。针对U型铆接构件,采用试验与仿真方法,研究其在不同加载工况(纯拉脱、30°、45°、60°和90°纯剪切)的失效特性,揭示U型件厚度和加载角度对其... 在坠撞载荷作用下,运输类飞机的机身连接构件失效是其主要的失效形式之一。针对U型铆接构件,采用试验与仿真方法,研究其在不同加载工况(纯拉脱、30°、45°、60°和90°纯剪切)的失效特性,揭示U型件厚度和加载角度对其失效特性的影响规律;建立基于峰值载荷失效的双线性单元模型(梁单元、六面体单元、4六面体簇单元和8六面体簇单元模型)和SPR2(self-piercing rivet 2)约束单元模型,得到可应用于坠撞仿真分析的铆钉数值模型。结果表明:随着加载角度增大,铆钉承受载荷由拉脱载荷变为剪切载荷,铆钉失效由钉头拉脱变为钉杆剪断;U型件承受载荷由面外拉伸载荷变为面内挤压载荷,失效位移减小;随着厚度增加,U型件不易发生变形,失效载荷增加,失效位移减少。基于峰值载荷失效的双线性单元模型中,8六面体簇单元模型获得的失效载荷与失效位移与试验结果吻合较好;8六面体簇单元模型与SPR2约束单元模型获得的失效载荷偏差均在10%以内,但8六面体簇单元模型的失效载荷偏差更小;两个模型获得的失效位移偏差稍大,但SPR2约束单元模型的失效位移偏差相对较小(15%以内)。8六面体簇单元和SPR2约束单元模型可应用于飞机坠撞仿真。 展开更多
关键词 U型铆接构件 失效特性 双线性单元模型 SPR2约束单元模型
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基于循环迭代法的近断层脉冲型地震动模拟方法
18
作者 常志旺 李聪 +3 位作者 李万亨 闫桢绪 宋松科 权新蕊 《世界地震工程》 北大核心 2025年第3期113-121,共9页
结构地震动力响应分析时需要选用合适的地震动输入,虽然目前积累了丰富的强震记录,但依然无法从中选取适合各种场地和结构条件的近断层地震动输入。提出了一种基于循环迭代法的近断层脉冲型地震动模拟方法,即通过循环迭代法提取脉冲参... 结构地震动力响应分析时需要选用合适的地震动输入,虽然目前积累了丰富的强震记录,但依然无法从中选取适合各种场地和结构条件的近断层地震动输入。提出了一种基于循环迭代法的近断层脉冲型地震动模拟方法,即通过循环迭代法提取脉冲参数生成近断层低频分量,与基于小波变换方法生成的地震动高频分量叠加得到近断层模拟地震动。为验证该方法的准确性,选取原始地震记录和模拟地震动进行结构响应对比分析。结果表明:循环迭代法可以有效提取近断层低频脉冲分量。使用模拟地震动和原始地震动进行结构响应分析得到的最大位移均值结果较接近,证明该方法建立的模拟地震动可有效模拟真实的结构响应。所提方法可为脉冲型地震动结构响应分析提供参考和输入依据。 展开更多
关键词 近断层地震动 地震动模拟 循环迭代法 结构响应
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冲击荷载作用下冻融风积砂混凝土分形特征及能量耗散规律
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作者 张嘉凡 高志强 +2 位作者 张慧梅 郑世航 陈世官 《振动与冲击》 北大核心 2025年第22期140-151,160,共13页
为探究冻融环境下风积砂混凝土在遭受冲击荷载作用时的分形特征及能量耗散规律,对不同替代率的风积砂混凝土试样进行了冻融循环试验,采用霍普金森压杆设备对风积砂混凝土进行了动态加载试验,并通过扫描电镜对碎块微观形貌进行分析,探究... 为探究冻融环境下风积砂混凝土在遭受冲击荷载作用时的分形特征及能量耗散规律,对不同替代率的风积砂混凝土试样进行了冻融循环试验,采用霍普金森压杆设备对风积砂混凝土进行了动态加载试验,并通过扫描电镜对碎块微观形貌进行分析,探究了风积砂替代率、冻融循环次数和冲击气压对分形维数和吸收能的影响,揭示了宏观破坏与微观损伤的关联,建立了能量耗散密度与分形维数之间的关系。结果表明:在风积砂替代率相同的情况下,随着冲击气压的升高,分形维数和能量耗散密度呈现显著增长趋势,碎块表面裂纹扩展加剧,孔隙连通性明显增强;随着冻融循环次数的增加,分形维数逐渐增大,能量耗散密度则减小。当冻融循环条件和冲击气压一定时,随着风积砂替代率的增加,分形维数先减小再增大后减小,能量耗散密度则先增大后减小。当风积砂掺量为40%时,冻融环境下混凝土抗冲击性能最优;适量风积砂改善混凝土抗冲击及抗冻性能的机理在于其填充孔隙改变了颗粒级配及混凝土密实度,达到消耗冲击能量的作用。同时降低了混凝土的渗透性,阻止外界水分侵入,减轻冻胀压力对混凝土的破坏。 展开更多
关键词 冻融循环 风积砂混凝土 冲击气压 分形特征 能量耗散
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正弦共振拍波在通信设备抗震性能检测中的适用性研究
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作者 毛晨曦 石伟轩 +1 位作者 王涛 孙国良 《世界地震工程》 北大核心 2025年第4期167-179,共13页
通信设备需通过抗地震性能检测合格后方可入网使用。正弦共振拍波是设备抗地震性能检测中可选的振动台激励波形之一,但在近年来的实际检测中被发现存在高烈度等级测试中难以有效激起设备响应的问题。为研究这一问题,以一种在通信机楼和... 通信设备需通过抗地震性能检测合格后方可入网使用。正弦共振拍波是设备抗地震性能检测中可选的振动台激励波形之一,但在近年来的实际检测中被发现存在高烈度等级测试中难以有效激起设备响应的问题。为研究这一问题,以一种在通信机楼和基站中常用的设备机柜为研究对象,分别采用正弦共振拍波和人工地震动作为激励,开展机柜抗震性能检测试验。通过比较分析机柜在两种激励下损伤现象、自振频率、变形和加速度反应的差异,讨论正弦共振拍波在通信设备抗震性能检测中的适用性。研究结果表明:当设备自振频率高于3 Hz,正弦共振拍波相比人工地震动更能有效激发起设备的地震反应,建议对于此类设备以及重要性分类为“特别重要”和“重要”的设备,采用正弦拍波作为设备抗震性能检测的激励方式是必要的。最后,指出《电信设备抗地震性能检测规范》(YD 5083—2005)中存在使用正弦共振拍波进行抗震性能考核的检测程序不够明确,以及正弦共振拍波在抗震性能检测中的适用性等问题,并提出修订建议。 展开更多
关键词 通信设备 抗震性能检测 正弦共振拍波 人工地震动 振动台试验
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