基于改进的遗传模拟退火算法的钢框架优化设计

将遗传算法的全局寻优性能好和模拟退火的局部搜索能力强的优点相结合,提出了用于钢框架优化设计的遗传模拟退火算法,并对其进行了改进。在遗传算法部分提出了基于阈值的动态交叉、变异概率,并且采用联赛精英选择策略和最优保存策略,在种群的整体适应度提高的同时,增强了进化后期的种群多样性,提高了算法的收敛速度。在退火部分,针对钢框架优化的具体问题提出了一种更加紧凑灵活的邻域结构,提高了算法寻优性能。最后,将改进的算法用于工程实例,并与其他优化方法相比较,结果表明,该改进算法是一种用于钢框架结构优化设计的更加行之有效的方法。     

任意截面钢-混凝土组合柱的分析与设计

本文介绍一种通用的数值迭代的计算机方法,用于双向偏压荷载作用下具有任意截面形式的外包混凝土组合柱的截面分析和设计,本文对该方法的基本假定、任意截面的定义、所采用的数值迭代格式以及设计与分析步骤等进行了简要的描述。为了验证该方法的有效性,文末用该方法对两个典型的问题进行了分析     

脉动风作用下电视塔桅杆结构TMD控制的惯性质量与位置优化

本文以深圳市梧桐山电视塔桅杆结构风振控制项目为背景，分析了风荷载的动力特性，给出了脉动风荷载的模拟方法；采用调谐质量阻尼控制方法和线性吸振、非线性耗能的结构控制策略，对控制装置进行了系统设计，分析了装置的惯性质量效应并提出了装置的优化布置方法；在模拟脉动风荷载作用下采用振型分解和时程分析相结合的方法，对结构进行动力分析和振动控制效果计算，为TMD高耸结构抗风设计提供了依据。     

相邻结构间控制器位置及控制律的降阶优化方法研究

相邻结构以控制器联系的控制体系结构间控制器设计包括两项内容,即控制器数量和位置确定及控制器参数确定。本文应用LQG问题的有关结论,建立了在系统最优反馈控制增益不变情况下系统最优控制性能指标随控制作用分布矩阵变化的增量解析式。在这个结论的基础上,建立了系统控制器优化分布的设计方法,并应用分级降阶的迭代方法,克服了反馈控制增益不变的缺陷,使大型结构中安装少量控制器时,求解出控制器最优布置的精确解。本文的研究结果建立了同时优化控制器的数量、位置和反馈增益的设计方法。     

FRP片材加固混凝土梁剥离承载力计算及设计

粘贴FRP片材加固混凝土结构的界面剥离是该加固技术的关键问题。根据近年来对FRP片材加固混凝土的界面粘结性能、FRP片材加固混凝土梁的受弯和受剪剥离性能的试验和理论研究,介绍了FRP片材加固混凝土梁的抗弯和抗剪剥离承载力的计算和设计方法,及其有关保证剥离承载力的构造要求。     

Investigation of Nd3+ incorporation in Ce-rhabdophane: Insight from structural flexibility and occupation mechanism

LnPO₄ · 0.667H₂O rhabdophane has been considered as a potential material for the precipitation of actinides from radioactive waste liquid, owing to its outstanding characteristics of high actinide bearing and easy synthesis in acid solutions. However, a comprehensive understanding of the actinide occupation and the precipitation response of rhabdophane to remove actinides has yet to be established. In this study, the effect of ions concentration and pH values on the detailed precipitation reaction of Ce_xNd_1-xPO₄ · 0.667H₂O rhabdophane in acid solutions are systematically investigated. Some specific issues such as structural distortion and flexibility, and occupation mechanism are discussed by combining with experiments and density functional theory (DFT) calculation. The results reveal that ions concentration and pH values have a significant impact on the crystallization nucleation step before 12 h. The obtained removal rate of Nd³⁺ is more than 99% in pH 1–5 solutions with the ions concentration of 0.05–0.1 mol/L. Moreover, incorporating Nd in CePO₄ · 0.667H₂O rhabdophane will easily result in the lattice distortion in b-axis. DFT calculation and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) results reveal that Nd is preferentially incorporated in nonhydrated site to form a weaker binding energy of NdO₈ polyhedron.     

我国典型城市氢能经济性和低成本氢源探索分析

氢能经济性一直是氢能与燃料电池汽车产业发展关注的重点。本文构建了一种简洁、有效的加氢站氢气成本计算模型,可适用于现阶段已投入运行的加氢站经济性研究计算。应用该成本计算模型,通过实地调研,本文得到了张家口、郑州、盐城、佛山等地典型加氢站的氢气成本,经对比分析可知,由于氢气来源、储运距离、应用端市场规模等现实条件不同,加氢站的氢能经济性具有很大差异。为进一步提升氢能经济性、探索加氢站氢气成本低于40CNY/kg的可行性,本文以张家口市氢气来源于风电电解水制氢的某加氢站为例,详细分析其氢气成本构成情况,得出低成本氢源开发对于降低加氢站氢气成本具有重要意义。本文还根据氢能产业发展现状和在交通领域的应用前景,从降低氢气制取成本、氢气储运成本、加氢站固定资产折旧及运营成本等方面为进一步提升氢能经济性、降低加氢站氢气成本提出建议。     

BFRP筋与分级粒径河砂ECC粘结滑移性能试验研究

通过玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)筋/高延性水泥基复合材料(ECC)的中心拉拔试验,分析了分级粒径ECC和BFRP筋表面形式及直径对BFRP筋/ECC粘结性能及粘结-滑移曲线的影响。结果表明,BFRP筋/ECC的破坏模式分为BFRP筋拔出破坏和BFRP筋拉伸破坏。选取BFRP筋/ECC粘结-滑移曲线中的残余波浪段各峰值应力点,采用拟合直线斜率的绝对值|k|表征ECC对BFRP筋横肋的磨损程度,当|k|值≥0.144时,BFRP筋横肋会被完全磨损,当|k|值＜0.144时,BFRP筋横肋会被磨损至与填充其凹陷的ECC齐平。BFRP筋/ECC的平均粘结强度随骨料粒径的变化并不显著,分级粒径ECC可使BFRP筋/ECC的平均粘结强度提高3.2%~9.6%,采用骨料粒径为0.15~0.3 mm的BFRP筋/ECC粘结性能最优。BFRP筋的直径越大,BFRP筋/ECC的平均粘结强度越小,BFRP筋直径为12 mm的BFRP筋/ECC平均粘结强度与BFRP筋直径为8 mm、10 mm的BFRP筋/ECC相比降低分别约8.2%、4.4%。采用浅螺纹BFRP筋的BFRP筋/ECC,平均粘结强度下降83.7%,但其整体粘结应力变化较为平稳,对ECC和BFRP筋的损伤程度均最小。减小BFRP筋直径、ECC骨料粒径,或BFRP筋/ECC自由端处BFRP筋的肋深,有助于提高BFRP筋/ECC的粘结性能及稳定性。     

混杂钢纤维超高性能混凝土梁裂缝分形理论研究

混凝土梁在受弯过程中表面裂缝分布及演化的宏观特征可以反映其受弯性能,本文基于不同废旧轮胎钢纤维(WTSF)取代率的玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)筋混杂钢纤维超高性能混凝土梁受弯试验结果,利用分形理论分析试验梁表面裂缝开展情况。结果表明,BFRP筋混杂钢纤维超高性能混凝土梁表面裂缝分布具有分形特征,满足自相似性,分形维数的变化区间为[0.892,1.064]。探讨了梁表面裂缝分形维数与施加荷载值、WTSF取代率、跨中挠度和最大裂缝宽度之间的关系,并分别拟合了WTSF取代率与完全破坏状态下全梁区和纯弯段分形维数的函数关系。分形维数与施加荷载值、跨中挠度和最大裂缝宽度均呈对数函数关系,完全破坏状态下,WTSF取代率变大会增大梁表面裂缝的分形维数,但总体来说不利影响并不明显,研究结果可为超高性能混凝土的工程实际应用提供参考。     

磷铝分子筛对膨胀阻燃聚丙烯复合材料阻燃与热稳定性能影响

通过水热合成法制备了系列不同结构类型的磷铝分子筛（AlPO⁃n,n=5, 11, 17, 34）,并通过熔融挤出共混,将系列AlPO⁃n分子筛应用到膨胀阻燃聚丙烯（PP/IFR）复合材料中,致力改善其阻燃和热稳定性能。利用极限氧指数仪、水平垂直燃烧仪、锥形量热仪和万能试验机分别测试材料的阻燃性能和力学性能。结果表明,AlPO⁃n分子筛可改善PP/IFR复合材料的相关性能,其中AlPO⁃17（1 %,质量分数,下同）相对其他类型磷铝分子筛能明显改善PP/IFR复合材料的阻燃和热稳定性能,复合材料的极限氧指数和600 ℃的残炭率相对于PP分别提高至34.8 %和14.3 %。