温州滨海平坦地貌近地台风特性实测研究EI北大核心CSCD

为研究温州滨海平坦地貌近地台风特性,在温州滨海建立了风工程实测基地(塔高10 m),并利用台风"菲特"和"麦德姆"登陆过程中不同高度处风速及风向实测数据,研究了10 m高度范围内的平均风速和风向角、湍流度、阵风因子、湍流积分尺度和功率谱密度等风特性参数。结果表明:离地10 m高度范围内,实测风速剖面系数明显大于该地貌的规范取值,风速平均值和最大值均明显小于国家规范计算值;不同高度处横风向与顺风向湍流度比值随着高度减小而增大,实测湍流度与我国规范取值差异较大;顺风向,湍流积分尺度与平均风速之间的线性规律较好,随着高度增加湍流积分尺度离散性变大,湍流积分尺度的中位数与平均值差别不大,均小于日本规范;顺风向和横风向脉动风速功率谱有一定的变化,峰值频率和峰值都很接近,实测脉动风速的功率谱与Von Karman谱在数值上有一定的差异,但变化趋势基本一致。     

温州滨海平坦地貌近地台风特性实测研究

为研究温州滨海平坦地貌近地台风特性,在温州滨海建立了风工程实测基地（塔高10 m）,并利用台风\     

上海沿海地区近地风脉动风速谱及相干性研究

该文基于同济大学风工程实测基地测风塔10m、20m、30m和40m高度处的实测数据,对台风“米雷”和季风作用下上海浦东沿海地区近地层脉动风速谱特性进行了对比性分析。结果表明：台风与季风脉动风速谱差异明显,台风影响时脉动风速谱惯性子区的斜率逐渐降低且趋近于-5/3律,季风影响时的斜率符合-5/3律;实测脉动风速谱与Von-Karman谱符合较好;基于顺风向Von-Karman谱表达形式,对实测数据进行了经验拟合,使得整体误差率较Von-Karman谱降低了15%;台风和季风脉动风速相干性指数衰减系数均随平均风速的增大而减小,纵向均值分别为7.5和18.6。     

山竹台风的非平稳风特性研究

依托台风山竹侵袭过程中深圳地区356 m高度气象梯度塔获得的实测风速序列,采用离散小波变换(discrete wavelet transform, DWT)和集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition, EEMD)方法提取风速序列中的时变平均风速,对平均风速剖面以及湍流强度、阵风因子、湍流积分尺度、脉动风速谱等脉动特性进行分析,并与平稳模型方法(stationary model method, SMM)的结果对比。结果表明：台风的实测平均风速剖面受平稳性影响较小,不同方法计算得到大风时段的地貌粗糙度指数均接近规范C类地貌的取值0.22;不同的时变趋势项提取方法计算的脉动风场参量存在差异,考虑非平稳性后,湍流强度、阵风因子、湍流积分尺度计算结果相对SMM偏小,其中湍流积分尺度差异尤其明显;SMM的湍流强度接近规范D类地貌的推荐值;SMM计算的湍流积分尺度和AIJ—2004的建议值接近;SMM和EEMD计算得到的脉动风速谱和Karman谱一致,而由DWT计算的脉动风速谱在低频处偏小。对比台风非平稳性研究方法,EEMD方法较DWT方法合理。     

基于空间特性的台风风灾害评估EI北大核心CSCD

针对仅考虑强度相关单因素的风灾害评估方法不能准确表征台风风灾害程度问题,该文依据三种不同沿海基础设施抗风等级对应的风灾害指标因子公式,通过开展基于面积积分风灾害评估方法研究台风空间特性对灾害评估的重要性。网格分辨率影响风灾害评估指标因子,分辨率越高,该指标因子越高;海表温度也是风灾害评估指标因子的影响因素,海表温度越高,该指标因子越高;且分辨率约为200 m甚至500 m时可准确表征台风风灾害。研究表明:基于面积积分风灾害评估方法相较传统单因素评估方法能够更准确表征台风风灾害程度;但外围小风速对风灾害评估影响较大,SST-27、SST-28和SST-29风灾害程度最高约为65%,SST-26最高约为90%。因此,针对风速小但尺寸大和风速大但尺寸小台风风灾害评估问题,引用切入风速概念后,小风速对风灾害评估影响显著降低,SST-27、SST-28和SST-29风灾害程度最高约为13%,SST-26最高约为3%,解决了小风速区间占比过大但对结构损伤无作用问题。     

改进的台风下单桩海上风机易损性分析方法及应用EI北大核心CSCD

提出了一种改进的台风作用下单桩海上风机易损性分析方法,该方法包括:进行台风模拟,根据模拟台风确定单桩海上风机处的风浪强度指标;将风浪荷载施加在单桩海上风机上,在考虑荷载随机性的情况下得到风机塔筒和桩基的响应极值概率分布曲线;基于非线性屈曲分析得到风机主要构件的承载力概率分布曲线;结合风机主要构件的屈服和屈曲等承载力概率分布曲线,求得单桩海上风机在屈服或屈曲模式下的破坏概率。同时结合江苏某风电场的风浪特性对某5 MW风机进行了风致易损性分析。分析结果可为提升海上风机抗台风风险能力提供参考。     

大跨悬索桥结构阻尼的风速依赖特性研究EI北大核心CSCD

针对大跨悬索桥的模态阻尼的风速依赖特性还未被深入探究的问题,以西堠门大桥健康监测系统获取的加劲梁加速度时程序列为分析对象,采用自然环境激励技术与特征系统实现算法相结合的方法(NExT‑ERA),识别了西堠门大桥在七组风速下共3015组模态频率和模态阻尼比,重点分析了结构模态阻尼比的风速依赖特征、概型分布及其置信区间,探讨了大跨悬索桥模态阻尼的统计参数随风速的变化规律。研究发现:不同风速下西堠门大桥横向振动阻尼比均在1.0%以上,但特定风速下结构竖向和扭转振动阻尼在95%保证率的最小值分别为0.2%和0.3%;风速的变化对大跨悬索桥模态阻尼比的大小和波动程度均会产生显著影响,相同风速条件下,结构扭转和横向模态阻尼的均值和方差均明显大于竖向阻尼;随着风速的增大,竖向阻尼的均值和方差逐渐增大,扭转阻尼的均值和方差略有减小,但横向阻尼变化不大;不同风速条件下结构3个方向的模态阻尼比均服从广义极值分布,但风速会影响结构竖向和扭转振型阻尼的概型分布的拖尾性质。     

运行状态下海上风机结构振源特性研究EI北大核心CSCD

由于海上风机结构运行环境的复杂性,其振源的准确识别与振源特性研究已经成为风机运行安全性评估的重点问题。以某新型复合式筒型基础结构海上风力发电试验样机为研究对象,依据原型观测获得的全负荷条件下结构不同位置的振动响应数据,对不同运行工况下诱发结构振动的振源进行全面识别与分析。利用谱峭度法识别明确引起海上风机结构振动的主要振源及其对应振动响应的频域属性,通过经验模态分解法对实测信号进行分解得到表征各振源特性的频域或频率尺度的分量,同时引入振动能量法对不同振源的能量比重进行统计分析,给出了海上风机结构运行状态下结构整体振动主振源及其对应振动能量分布随运行因素变化的分布规律。研究表明随着机组负荷的增加运行状态下海上风机结构振动的振源变化遵循由单一的环境荷载激励转为环境荷载激励和叶轮转动联合作用再到完全由叶轮转动产生的谐波激励影响的规律。     

微结构塑件注塑成型的复制度分析EI北大核心CSCD

以典型微结构塑件———微流控芯片为研究对象,对芯片纵、横微通道的复制度进行比较、分析。发现在注塑成型过程中,由于熔体与型腔微凸起之间的作用关系不同,导致芯片纵、横微通道的复制度存在明显差异,且横向微通道两侧的开口形状也不一致;基于熔体充模流动基本理论,建立了用来描述横向微通道开口圆角大小的数学表达式;利用新型电热式变模温注塑成型系统,对上述分析结果加以实验验证。结果表明,实测横向微通道开口圆角大小与计算结果基本一致。     

煤粉/聚氯乙烯共混体系的热稳定性EI北大核心CSCD

采用熔融共混法制备了煤粉/聚氯乙烯(PVC)复合材料,利用热重分析研究了质量分数为5%、10%、15%煤粉含量对PVC在高纯度氩气中的热稳定性影响。通过Kissinger方法研究其热降解动力学,计算其热降解表观活化能(Ea),并利用扫描电镜对复合材料的断口进行分析。结果表明,共混体系的热降解过程表现为2个失重阶段,煤粉对PVC第一阶段热降解活化能影响不大,但提高了第二阶段热降解活化能。在煤粉加入质量分数为10%时,第二阶段Ea达到了最大值218.7kJ/mol,较纯PVC提高了58.5kJ/mol。通过复合材料的断口扫描电镜照片发现,共混体系的热稳定性与煤粉的含量和分布有关。     

高导热碳/碳复合材料微观结构及导热性能EI北大核心CSCD

采用国产沥青基碳纤维与中间相沥青制备多孔碳/碳(C/C)复合材料,通过化学气相渗透法(CVI)与前驱体浸渍裂解法(PIP)复合工艺增密,经不同温度高温热处理(HTT)后制备单向C/C复合材料和两向正交C/C复合材料。利用SEM,XRD对不同温度热处理的材料进行微观结构分析,并结合导热机理,分析材料导热性能。结果表明:2300℃热处理后,高导热C/C复合材料结构致密,单向C/C复合材料X向(平行于碳纤维轴向)、两向正交C/C复合材料X向、Y向表现出优异的导热性能;3000℃热处理后,C/C复合材料石墨片层结构明显,石墨化度提高了18.84%,微晶尺寸增大,导热性能进一步提高。两向正交C/C复合材料X向、Y向导热系数可由单向C/C复合材料X向、Z向导热系数计算推导。     

聚酰亚胺/石墨改性聚四氟乙烯的摩擦学性能EI北大核心CSCD

利用MMU-10G端面高温摩擦磨损试验机,对聚酰亚胺(PI)和石墨共混改性聚四氟乙烯(PTFE)复合材料的摩擦学性能进行了测试,利用扫描电镜观察摩擦副表面的磨痕和复合材料的转移情况。同时研究最佳配比PTFE基复合材料在不同试验条件下的摩擦学性能,并测量了摩擦副表面的瞬时温度。结果表明,PI可以大幅度提高填充PTFE的耐磨性能,但PI含量增加不利于非金属转移膜的形成;当PI含量约为25%时,和石墨一起填充PTFE,复合材料的摩擦学性能最佳;当载荷大于300N和线速度大于4m/s时,摩擦表温度均高于125℃,复合材料进入高温摩擦阶段,摩擦表面发生蠕变,转移膜出现不同程度的破坏;PI填充PTFE复合材料摩擦性能在温度低于75℃时变化不明显。     

马来酸酐改性聚乙烯对玉米淀粉的修饰作用EI北大核心CSCD

通过干法工艺用马来酸酐改性聚乙烯（Zemac）修饰玉米淀粉,改变加碱量、Zemac用量及反应温度,探讨不同反应条件下产物的理化性质。结果表明,不同反应条件得到Zemac-starch取代度在0.0050~0.0113之间;红外光谱在波数为1700cm-1~1730 cm-1附近未检测到明显的羰基特征吸收峰,在波数为2850 cm-1~2900 cm-1附近的CH2对称振动峰有所增强;核磁共振氢谱中在δ0.7~3.0之间出现新的吸收峰,说明淀粉发生酯化反应。不同加碱量和Zemac加量对产物黏度有明显影响;随着反应温度升高,产物黏度有所上升,适当高温条件利于反应进行;偏光显微研究表明,随着Zemac-starch取代度的提高,淀粉颗粒的中心双折射性有所减弱,但产物结晶结构无明显变化。     

连接件松动的非同步振动响应特征分析与验证EI北大核心CSCD

针对普遍存在的航空发动机连接件松动故障现象,建立了单自由度集总质量模型,引入松动故障模型,利用数值积分方法求得系统响应,分析了非同步响应特征;利用对含松动间隙的连接件进行松动实验,发现了其加速度响应经过自相关降噪后,时域波形表现为明显的冲击特征,波形上下不对称,呈现"截头状"波形;频谱上表现为伪临界亚谐共振以及伪临界超谐共振;此特征与仿真结果一致,可以作为判定松动故障的典型特征。通过仿真发现,导致连接件出现该松动特征的原因在于:1)松动故障引起的刚度的变化;2)当刚度变化的周期等于振动周期时,将产生倍频现象,在特定频率下,将激发系统的临界频率;当刚度变化的周期等于n倍振动周期时,则将产生1/n分频及其倍频,在特定频率下,将激发系统的临界频率。     

基于深度支持证据统计的轴承运行可靠性评估EI北大核心CSCD

某台具体设备的运行可靠性评估是"个性"问题。基于设备运行数据大而丰富的特点,从证据论的观点出发,结合深度卷积自编码器,提出了一种深度支持证据统计方法,以实现无失效样本信息或缺乏分布函数等相关先验知识时的轴承运行可靠性评估。在传统的证据或特征获取过程中需要大量的人工干预或先验知识,利用深度卷积稀疏自编码器以实现证据的自动获取,借助支持向量数据描述的思想,通过统计比较标定与过程证据间的动态变化过程,最终完成某台具体设备的运行可靠性评估。随后通过航空轴承试验对提出的方法进行了验证,结果表明运用该方法得到的可靠度,能较好的反映轴承运行可靠性的"个性"。     

纳米填料填充聚合物/纤维复合材料的研究进展EI北大核心CSCD

综述了近年来国内外纳米填料填充聚合物/纤维复合材料的多尺度结构及制备方法,讨论了纳米填料与纤维对复合材料性能的影响。纳米填料填充到聚合物/纤维复合材料中,可以较大地提高材料力学强度、耐腐蚀性、阻燃性、导热性等各种性能。该领域的研究为聚合物/纤维复合材料的功能化提供了有效途径。     

基于对数正态分布的新型冠状病毒肺炎病例统计特征分析北大核心CSCD

以信息完整、数据链清晰的天津市新型冠状病毒肺炎病例为样本,通过极大似然估计法提取对数正态分布数字特征,构建分析模型。基于对数正态分布对病例潜伏期规律的描述,在假定无症状感染者的潜伏期为接触到确诊的前提下,得到病例的潜伏期均值为12.6天左右,标准差约为6.1天,95%的患者潜伏期在24天以内。通过超出量函数可得,潜伏期超过24天的患者,平均潜伏天数约为30天。以上结果是对某些患者具有超长潜伏期现象的合理解释。同时,利用单因素方差分析,可得新冠肺炎病毒潜伏期与年龄和性别无关,但与接触方式疑似有关。     

Zn_2Al-LDH/聚乳酸复合材料的结晶行为EI北大核心CSCD

利用差示扫描量热法(DSC)和偏光显微镜(POM)研究了Zn、Al层状双金属氢氧化物(Zn2A-l LDH)/聚乳酸(PLLA)纳米复合材料的结晶性能。差示扫描量热(DSC)结果表明,在聚乳酸中加入Zn2A-lLDH,可以提高聚乳酸的结晶温度,加快其结晶速度;在120℃等温结晶时,Zn2A-lLDH可以使聚乳酸的半结晶时间由107s缩短至67s。偏光显微镜(POM)结果显示,在PLLA中加入Zn2A-lLDH,Zn2A-lLDH可以起到成核剂的作用,使PLLA在结晶的过程中晶核数目增加,球晶尺寸降低。     

Ni-BTC/RGO复合材料的制备及其电化学性能EI北大核心CSCD

为了制备价格低廉且比电容高、循环稳定性好的电容器材料,采用电化学法合成石墨烯基含镍金属有机骨架材料Ni-BTC/RGO,研究含镍金属有机骨架材料Ni-BTC的合成条件以及Ni-BTC/RGO的电化学性能。对不同条件下的系列Ni-BTC材料进行XRD分析,并对Ni-BTC,RGO和Ni-BTC/RGO进行SEM测试、循环伏安测试和恒电流充放电测试。结果表明:工作电压为6 V、反应时间为3 h、反应体系温度为35℃是Ni-BTC的最佳合成条件;Ni-BTC和RGO成功复合且RGO对Ni-BTC的结构并未产生影响;复合材料主要表现赝电容电化学行为。在0.5 A·g^(-1)电流密度下,Ni-BTC/RGO的比电容为468.72 F·g^(-1),功率密度为0.249 W·g^(-1);在1.0 A·g^(-1)电流密度下循环500周次以后,比电容保留率为50.08%。     

铆钉布置对搭接接头强度的影响及优化设计EI北大核心CSCD

针对铆钉布置对铆接搭接接头强度的影响问题,通过有限元方法研究了铆接搭接接头的失效模式及失效机理,以峰值荷载为指标研究了铆钉数量、铆钉行数、铆钉布置、铆钉行距对搭接强度的影响,以线荷载集度为指标,研究了铆钉间距与铆钉边距对搭接强度的影响,并建立力学模型研究多排铆钉的受力情况,基于响应面法对铆钉布置进行优化。结果表明:当采用多行铆钉布置时,外侧铆钉数较多的一行由于应力集中程度高会首先发生断裂,铆钉布置应采用中间多两边少的布置方式;当铆钉总强度大于板材剩余强度时,铆钉数量和铆钉行数对搭接强度的影响有限,其主要影响搭接构件的破坏形式。响应面优化结果表明:当边距=3.4 d、铆距=5.3d、行距=3.4d时搭接强度最高。研究成果对飞机铆接结构的强度提高具有重要意义。