新拌RCC单轴压缩试验的PFC模拟及细观参数反演

为从细观角度研究碾压混凝土(RCC)坝料的压实机理,需确定被压RCC的细观参数,本文通过颗粒流程序(Particle Flow Code,PFC)模拟新拌RCC单轴压缩试验来反演细观参数。首先,为真实模拟实际RCC的配比和骨料级配,提出了基于筛分统计的各级颗粒数目确定方法,并采用三维扫描技术进行不规则骨料的精细建模;接着,提出了新拌RCC单轴压缩的PFC模拟方法,并建立了代替复杂PFC正分析过程的BP神经网络;最后,以单轴压缩物理试验的应力应变曲线作为标定目标,提出了基于自适应差分进化算法的参数反演方法。实例表明,反演的参数经PFC模拟所得压缩曲线与物理试验曲线吻合较好。本文所建PFC模型及反演的细观参数可为进一步研究RCC的振动压实过程与层间结合的细观机理提供基础。     

基于CT图像和K-Means聚类算法研究混凝土细观损伤

混凝土CT图像细观损伤区没有明显的灰度特征,基于阈值及边缘检测的图像分割方法难以提取细观损伤信息。论文首次提出应用K-Means聚类算法深度挖掘混凝土CT图像内部蕴含的细观损伤信息。首先,对圆柱体混凝土试件进行了单轴静力压缩CT试验;然后,依据轮廓系数确定最优聚类簇数,利用K-Means聚类算法在非监督状态下寻找混凝土CT图像的最优划分,获得了包含细观损伤信息的分区图;最后,统计了细观损伤区域像素点总数,计算了混凝土损伤度。结果表明：从破坏区和细观损伤区图上能直观地观察到各应力阶段混凝土内部细观损伤的演化规律。细观损伤度随应力的变化具有规律性,峰值荷载前细观损伤发展经历了相对稳定期和稳定发展期,峰值荷载后细观损伤度减小,损伤聚集在裂缝周围,细观损伤经历不稳定发展期。K-Means聚类算法在分析混凝土损伤演化方面具有明显优势。     

非线性材料仿真精度提升的研究（一）——试验类型对比

为了提升非线性材料的仿真精度,针对超弹性材料本构模型Mooney-Rivlin的常数进行研究,旨在对比进行单轴拉伸、压缩试验得到的常数是否一致。首先制作标准拉伸、压缩样条,分别进行单轴拉伸、压缩试验,得到变形-拉/压力数据;其次针对数据进行处理,得到真实应力应变曲线;然后将拉伸/压缩得到的应力应变曲线分别输入仿真软件中进行数据拟合,得到两参数Mooney-Rivlin模型常数C10和C01,并对比两组常数的一致性;最后进行非线性仿真分析,将仿真得到的应力应变曲线与测试结果进行对比,以验证模型的精度。结果表明：进行拉伸与压缩试验得到的模型常数不一致,需根据具体受力情况确定采取的试验类型,为后续的非线性材料定义及仿真工作提供了试验依据。     

不破碎颗粒材料三轴数值试验的模拟

水工材料的力学特性和细观机理难以用现有的连续体力学理论予以解释,颗粒滑移是影响水工材料强度和变形的一个重要因素。该文以钢珠构成的颗粒材料的室内三轴试验为基础,采用颗粒流方法对其细观力学特性及变形破坏过程开展一系列三轴数值试验研究,初步探讨不破碎散体材料一些细观变形机理。研究结果表明：围压越高,初始模量越大,初始泊松比越小;当摩擦系数大,颗粒刚度比小时,初始模量较大;加载过程中孔隙比随轴向应变的增大而增大,且孔隙比增大的速率随围压的增大而减小;低围压条件下,应力变形曲线呈小幅软化和硬化交替波动的形式。高围压条件下,应力变形曲线表现为以硬化为主要趋势的软化和硬化交替波动的形式;应力～应变曲线的波动主要是由于颗粒间局部咬合结构的破坏和重新调整所至。     

混凝土材料破坏过程的二维离散元模拟

采用数值方法研究混凝土材料的破坏过程.用颗粒流程序PFC2D对混凝土试件单轴压缩破坏全过程进行模拟.采用PFC2D颗粒流程序中接触本构模型,并选择平行粘结模型用以模拟混凝土材料的强度特征.分析了数值试验中的应力一应变曲线以及体积应变的变化规律,讨论了应力.应变曲线下降段以及两倍峰值应变时试件的破坏特征,详细分析了颗粒尺寸、颗粒数目等细观参数对模拟结果的影响,从而为确定数值模型合理的颗粒数目和尺寸提供依据.同时把数值模拟结果与试验结果进行对比分析.结果表明,基于离散元法的混凝土材料破坏模拟具有显著的优点,可以真实地模拟裂纹的生成、扩展以及破坏的全过程.     

不同高温循环次数后大理岩单轴压缩力学试验研究北大核心CSCD

采用岩石单轴压缩试验分别对经历100℃、300℃、450℃、600℃四种温度与1次、10次、20次不同温度循环次数后的的四川锦屏大理岩试样的力学性质进行了研究。试验结果表明:1100℃下高温循环次数对应力应变曲线形状的影响不大,当温度达到450℃以上时,高温循环次数对曲线曲率等参数的影响较大;2随着温度的升高和循环次数的增加,试样破坏形式逐渐由典型的脆性破坏向脆塑性破坏转变;3当温度达到600℃时,随循环次数增加,峰值应力、弹性模量表现出明显的降低趋势,峰值应变表现出明显的升高趋势。     

不同高温循环次数后大理岩单轴压缩力学试验研究

采用岩石单轴压缩试验分别对经历100℃、300℃、450℃、600℃四种温度与1次、10次、20次不同温度循环次数后的的四川锦屏大理岩试样的力学性质进行了研究。试验结果表明:1100℃下高温循环次数对应力应变曲线形状的影响不大,当温度达到450℃以上时,高温循环次数对曲线曲率等参数的影响较大;2随着温度的升高和循环次数的增加,试样破坏形式逐渐由典型的脆性破坏向脆塑性破坏转变;3当温度达到600℃时,随循环次数增加,峰值应力、弹性模量表现出明显的降低趋势,峰值应变表现出明显的升高趋势。     

合成纤维混凝土细观拉拔模型

本文采用少量参数建立两个适用于合成纤维混凝土的细观拉拔模型，使用时通过试验方法间接测得这些参数，利用该模型可以较好地预测合成纤维混凝土的单拉曲线。文中不仅详细介绍模型的建立过程和使用方法，而且分析各种因素对纤维桥联应力的影响，指出当前研究中需要解决的主要问题，为合成纤维混凝土的工程应用提供理论参考。     

接触面弹塑性损伤模型在面板堆石坝应力变形分析中的应用

本文建立粗粒土与结构接触面弹塑性损伤模型及其数值格式，可以较好地描述垫层料等粗粒土与结构接触面的静动力学特性；编制程序，模拟接触面试验结果，采用不同接触面模型及参数对某高面板堆石坝的应力变形进行三维有限元分析。面板与垫层料接触面的本构模型及参数对面板应力变形影响很大，接触面弹塑性损伤模型及其数值格式适用于面板堆石坝的应力变形分析，不仅能够较为合理全面地描述土与结构接触面的体应力应变关系、剪应力应变关系及其耦合力学特性，而且还能模拟混凝土面板和垫层土接触面之间的滑移和脱开的不连续性。     

2Cr11NiMoVNbNB钢蠕变损伤规律的研究

该文对2CrllNiMoVNbNB 钢进行了蠕变实验，试验温度为600℃，采用损伤力学的方法对该材料的蠕变试验数据进行了损伤规律分析研究，同时研究了该材料蠕交断裂时的总应变和应力的关系以及蠕变第二阶段起始时间与应力的关系。结果表明，按照时间分数得到的蠕变损伤和按照蠕变速度得到的蠕变损伤基本一致；在相同的寿命时间分数下，低应力对应的损伤也较大：随着应力的增大，蠕变断裂时的应变也增大，而第一阶段在整个蠕变过程中的比例减小。同时，给出了该材料的Kachanov蠕变损伤公式和Norton蠕变损伤公式的常数。     

绝缘子紫外光斑测量法的改进

对绝缘子运行中出现的绝缘性能下降、同时伴随着表面放电,可以用紫外成像仪进行检测。采用了紫外光斑面积作为目标参量,用来作为评估放电强度的标准。通过搭建实验平台,分别用阈值求和法和拟合法对同一目标进行了计算,在规定标准参考量的前提下,对二者进行了MATLAB数值仿真,结果表明:阈值求和法计算所得的参数与规定的参考量在走势上存在较大的差异,分离度及误差较大,反映在图中就是二者的间距较大;拟合法计算的数据在走势上与规定参考量的走势吻合度较好,分离度较小,误差较小,反映在图中就是两条曲线的间距较小,精确度明显提高。     

基于后验分布信息的SSAE暂态稳定评估模型倾向性修正方法

为了解决样本不平衡带来的评估倾向性问题,从深度学习模型的损失函数出发,分析样本不平衡对评估模型的影响,发现训练过程中的损失函数值能够反映样本的不平衡程度,由此提出基于样本后验分布信息的代价敏感修正方法.通过预先训练获得样本的后验分布信息,引入稳定样本与不稳定样本的损失函数均值比得到修正系数;将修正系数通过代价敏感法修正...     

基于松弛电流变压器油纸绝缘状态诊断方法研究

对油纸绝缘样品施加10 k V/mm场强进行电老化试验,并采用松弛电流法研究了油纸绝缘的老化评估方法。利用色谱法测试不同老化程度油样中的溶解气体,发现老化前后气体含量变化显著,说明经电老化的试样老化明显。分别选取6个老化时间点的样品进行松弛电流测试,从不同角度分析不同参量所表征的老化信息。利用I*t~log10t曲线分析了油纸试样的陷阱分布,发现试样老化初期陷阱密度逐渐增加,试样老化后期陷阱深度明显加深。运用四阶Debye模型对电流曲线进行拟合,推断了油纸绝缘四种松弛机制的物理机理,发现各松弛机制随着老化时间的增加有不同程度的增大。最后研究了去极化电量随老化时间的变化趋势,试图用直观参数分析试样在不同时间点的老化程度,发现在60 h后开始大幅度加深。     

用有限元法分析凸极同步机的参数和特性

本文运用有限元法,研究凸极同步电机的电磁参数计算并进行分析.以5kVA模拟同步机为实例,求解电机内磁场分布,进而根据所求得的磁场分布,用谐波分析法求解电机空载电势,分别用能量法和磁链法求得电机的有关电抗参数,同时得出一系列曲线,直接由电磁场求解电机的有关参数和特性曲线,更符合实际情况.这种分析方法将有助于改变传统的近似的电机设计和分析的方法.     

环氧树脂真空沿面闪络后表面形貌的AFM分析及分形特征提取

系统而准确地描述绝缘材料表面形貌特征有利于进一步掌握材料表面形貌的放电损伤规律,对建立表面形貌与闪络特性之间的关联具有重要意义。在不同电场下对环氧树脂进行真空沿面闪络,通过原子力显微镜(AFM)研究不同闪络次数、不同放电位置的试样表面形貌特征,并引入分形理论对形貌特征进行定量分析。结果表明,随着闪络损伤增强,试样表面形貌依次经历了毛刺状、颗粒状、山峰状和连续山峦状的演变过程,表面粗糙度不断增大,且极不均匀电场下闪络对表面形貌的影响更为显著。此外,环氧树脂表面形貌具有分形特性,利用分形维数与多重分形参数能定量表征表面形貌的复杂程度及高度分布状况。研究发现,闪络后环氧树脂的沿面耐压性能总体呈下降趋势,且介质的沿面绝缘特性与表面粗糙度及分形参数间均存在一定关系。     

Psychophysical experiment of vibrotactile pattern perception by human fingertip.

In this paper, a preliminary experimentation is carried out to investigate the necessary stimulation conditions for a pattern display that may be used for the blind to display obstacle distribution. To design an efficient vibrotactile display device of array-type and compact size, the effect of some main parameters, such as the amplitude and frequency of vibration and the spacing and quantity of vibrated pins on vibrotactile perception, should be considered. Through experiment and analysis, the minimal amplitude of vibrating stimuli and the spacing effect on the perception of vibrotactile pattern are investigated and discussed. Also an appropriate type of actuator satisfying the requirements of a compact tactile display device for the effective transfer of pattern information is discussed.     

Signal Window Map--A New Analysis Tool for FeRAM

The properties of a ferroelectric capacitor are usually described by a hysteresis curve. However for high density FeRAM there is hardly any chance to measure the hysteresis curves for all cells directly. The only information that can be obtained by testing FeRAMs is of a digital nature: a cell is passing or failing. In order to quantify the quality of each cell capacitor individually, a new signal window analysis method has been developed. During a READ access in FeRAM operating in ITIC mode the stored signal of a memory cell is usually coupled to a bitline and then compared to a reference (Takashima et al. [1]). In ordr to optimize the reference voltage signal distributions for 0 (non switching) and 1 (switching) data have to be measured for the whole memory array. The voltage difference between the 0 and 1 signal of each individual cell determines this cell's signal window. This signal window describes the quality of a memory cell and it is analog information about the memory cell's performance. Plotting each cell's signal window value in a bit map using different colors for different signal windows gives a very sensitive tool for the analysis of the spatial distribution of the signal window. Since cell signals are directly related to their hysteresis properties the signal window map also gives information about the hyteresis variations across the chip. In addition, circuit properties that affect signal as well as process influences can be seen easily in this picture. Using the signal window map for the analysis of signal affecting parameters like write-voltage or timing proved to be a very sensitive tool to distinguish the influence of these parameters. In sum this analysis method provides feedback for process and technology development as well as for circuit analysis.     

ESD脉冲对集成电路损伤效应的实验研究

为了研究复杂波形脉冲对集成电路的损伤效应,用改变ESD模拟器放电参数产生的不同的静电放电脉冲对某集成电路芯片进行了注入损伤效应实验。给出了各主要的损伤参数与放电电压的散点图,并借助曲线拟合的方法进行了分析。结果表明:IC芯片注入通路上的电阻在脉冲波形发生变化时变化不大,电流随放电电压增大;芯片上的峰值功率及峰值能量与放电电压满足P(W)=AUBD。最后,比较了各脉冲注入下器件的主要参数损伤阈值,得到结论:ESD模拟器放电参数改变对器件损伤阈值大小的影响在1~2倍间,相同参数在不同注入脉冲下的阈值处于同数量级。     

Determining the parameters of Weibull function to estimate the wind power potential in conditions of limited source meteorological data

We studied the information basis for the assessment of wind power potential on the territory of Russia. We described the methodology to determine the parameters of the Weibull function, which reflects the density of distribution of probabilities of wind flow speeds at a defined basic height above the surface of the earth using the available data on the average speed at this height and its repetition by gradations. The application of the least square method for determining these parameters, unlike the use of graphical methods, allows performing a statistical assessment of the results of approximation of empirical histograms by the Weibull formula. On the basis of the computer-aided analysis of the statistical data, it was shown that, at a fixed point where the wind speed changes at different heights, the range of parameter variation of the Weibull distribution curve is relatively small, the sensitivity of the function to parameter changes is quite low, and the influence of changes on the shape of speed distribution curves is negligible. Taking this into consideration, we proposed and mathematically verified the methodology of determining the speed parameters of the Weibull function at other heights using the parameter computations for this function at a basic height, which is known or defined by the average speed of wind flow, or the roughness coefficient of the geological substrate. We gave examples of practical application of the suggested methodology in the development of the Atlas of Renewable Energy Resources in Russia in conditions of deficiency of source meteorological data. The proposed methodology, to some extent, may solve the problem related to the lack of information on the vertical profile of repeatability of the wind flow speeds in the presence of a wide assortment of wind turbines with different ranges of wind-wheel axis heights and various performance characteristics in the global market; as a result, this methodology can become a powerful tool for effective selection of equipment in the process of designing a power supply system in a certain location.