基于神经网络遗传算法优化的曲轴疲劳寿命预测

针对传统的曲轴弯曲疲劳实验的破坏性,利用神经网络的预测功能,以应力幅值和谐振频率变化值作为输入,疲劳寿命作为输出建立了神经网络模型.采用曲轴弯曲疲劳实验机测试的历史数据作为训练样本集,对神经网络进行遗传算法优化,对曲轴疲劳寿命进行预测.实例验证结果表明,预测结果与实际测试值之间的相对误差较小,可以作为一种无损检测的良好工具.     

基于遗传算法优化的BP神经网络的材料疲劳寿命预测

针对传统的材料疲劳寿命计算方法(概率统计法)误差较大的问题,在对材料疲劳寿命数据进行分类的基础上,采用基于遗传算法优化的BP神经网络方法,建立了应力集中系数、应力均值、应力幅值和材料的中值寿命之间的关系模型,针对具有有限寿命的数据进行寿命预测。实例验证结果表明,利用本文方法获得的预测结果与试验数据的相对误差均在5%以下,优于传统算法的预测精度,可以作为获取材料疲劳寿命数据的一种更为有效的手段。     

抗钢筋锈蚀混凝土服务年限预测

针对常用的ＴＵＴＴＩ钢筋锈蚀模型只考虑碳化，而没有考虑Ｃｌ＾－侵蚀引起混凝土中钢筋锈蚀的不足，本文根据混凝土中钢筋周围的碱度与临界氯离子浓度的关系：［Ｃｌ＾－］／［ＯＨ＾－］＝０．６来修正ＴＵＴＴＩ模型并重新定义诱导期和发展期，修正后的ＴＵＴＩＩ模型综合考虑了碳化和Ｃｌ＾－侵蚀引起的钢筋锈蚀；本文还利用电化学线性极化法和交流阻抗谱理论补充了钢筋锈蚀发展期预测模型。     

锈蚀疲劳后混凝土中钢筋力学性能试验

为研究锈蚀疲劳后混凝土中钢筋的力学性能退化规律,对锈蚀钢筋混凝土梁疲劳破坏后取出的梁内主筋进行轴向拉伸试验,结合试验得到的锈蚀疲劳钢筋的应力-应变曲线,定量化地提出了锈蚀疲劳后混凝土中钢筋的本构关系模型,并对模型计算值与试验实测值进行对比验证.试验结果表明,未锈蚀钢筋在疲劳循环200万次后表现出与原状钢筋相同较好的延性破坏特征,疲劳作用对未锈蚀钢筋的力学性能没有实质影响;锈蚀疲劳后钢筋的应力-应变曲线发生了显著变化:屈服台阶特征改变、延伸率减小、屈服强度降低,变化幅度的大小与锈蚀疲劳程度有关,软钢不同程度地硬化;疲劳裂纹的出现使得钢筋在极低的延伸率下即突然拉断破坏,强度大幅降低,延性几乎完全丧失.     

断裂力学理论在道路疲劳寿命预测中的应用

介绍了疲劳断裂力学中的Paris公式，并将其运用于含反射裂缝的沥青混凝土路面的疲劳寿命预测．对Paris公式中的参数A，n选取方法进行了阐述，通过数据拟舍建立了缝端强度因子与裂缝长度的函数关系，利用数值积分求得了面层疲劳寿命．文中还对疲劳寿命的影响因素：面层模量，面层厚度，基层模量进行了分析。     

钢筋高应变低周疲劳寿命的统计分析

对轧后淬火、自回火（QST）HRB400钢筋的低周疲劳寿命进行了试验测定。针对高应变低周疲劳的分散性,采用威布尔双参数概率函数、正态分布与对数正态分布函数及t分布函数等多种数理统计方法,对所测得的低周疲劳寿命进行了统计处理与分析。结果表明,在所采用的概率函数中,t分布函数应用于疲劳寿命的分析具有最高的可靠性,正态分布应用于疲劳寿命的分析最不具可靠性,威布尔最大似然法应用于疲劳寿命的分析最为安全。统计分析结果可为钢筋高应变低周疲劳寿命的数据分析提供可靠的理论依据。     

钢筋混凝土钢筋锈蚀研究综述

钢筋混凝土是当代土建、水利及道路工程上使用最广泛的建筑材料。钢筋锈蚀引起的钢筋混凝土结构耐久性问题越来越受到国内外工程界的关注和重视。本文对钢筋混凝土钢筋锈蚀研究现状进行了评述。     

钢筋混凝土钢筋锈蚀研究综述

钢筋混凝土是当代土建、水利及道路工程上使用最广泛的建筑材料。钢筋锈蚀引起的钢筋混凝土结构耐久性问题越来越受到国内外工程界的关注和重视。本文对钢筋混凝土钢筋锈蚀研究现状进行了评述。     

结构钢高周疲劳寿命预测的电阻模型

研究了金属材料基于电阻变化的损伤定义，它能较好地反映损伤演化过程中共同存在和相互作用的宏、细、微观效应，并且在传导电流的导电截面与承载截面等价的假设条件下，与有效截面的损伤定义等价．通过纯弯旋转高频疲劳试验，提出了基于电阻变化的常用结构钢的高周疲劳损伤累积模型，获得了相应的疲劳损伤演化律及其寿命预测公式，并对由正火45号碳钢、16Mn钢和20Mn钢三种结构钢制成的试样进行了具体测试．     

人工神经网络的盐害侵蚀混凝土强度预测

为了分析和预测盐害侵蚀对混凝土强度的影响程度,利用BP人工神经网络进行分析,通过计算方法的优化和样本的训练,对隐含层和各隐含单元多次试取,最优选取trainlm训练函数,建立了盐害预测的人工神经网络系统.解析结果表明,混凝土试件抗压强度预测值和试验实测值的相对误差较小,建立的人工神经网络模型具有较高的预测精度.     

锈蚀钢筋与高强再生混凝土的黏结性能试验

为研究锈蚀钢筋与高强再生混凝土之间的黏结滑移性能,采用通电加速锈蚀法获得36个中心拉拔钢筋被锈蚀的试件并进行中心拉拔试验.试件设计参数有5个:再生粗骨料取代率、钢筋外形、钢筋直径、锚固长度和钢筋锈蚀率.依据试验结果,对试件的黏结破坏形态和每个设计参数对锈蚀钢筋与高强再生混凝土间黏结性能的影响进行分析.结果表明:锈蚀钢筋与高强再生混凝土间的黏结破坏形式有3种,即钢筋拔断、钢筋拔出和混凝土劈裂;高强再生混凝土与锈蚀后螺纹钢筋间的黏结强度要明显高于锈蚀后光圆钢筋;锈蚀钢筋与高强再生混凝土间的黏结强度,随着再生粗骨料取代率的增加整体呈减小趋势,随着钢筋直径的增大而减小,随着锚固长度的增大而减小,随着钢筋锈蚀率的增大而减小,但当钢筋锈蚀率达到某一界限后这种减小便不明显.     

锈蚀钢筋与混凝土粘结性能的试验研究

通过对不同锈蚀量的光面钢筋和变形钢筋进行拔出试验，得到了两种钢筋与混凝土的粘结性能随着不同钢筋锈蚀量的变化规律，根据试验结果的统计分析，给出了两种钢筋锈蚀后与混凝土的粘结强度计算公式，最后，还给出了锈蚀钢筋与混凝土的粘结本构关系，可用于具有锈蚀钢筋的混凝土结构的有限元分析。     

材料机械性能预测及模拟退火算法优化

将人工神经网络用于建立高Ｃｏ－Ｎｉ二次硬化钢的性能预测模型,在此基础上,对此类钢合金含量改变时的性能进行了预测,并与实验结果相比较,获得了满意的结果,另外采用模拟退火算法对高Ｃｏ－Ｎｉ二次硬化钢的性能进行了多指标优化,从而为材料性能的优化研究探索了一条崭新的途径。     

锈蚀钢筋横截面积分布规律统计分析

检测确定钢筋的锈蚀特征参数是进行锈蚀钢筋混凝土结构性能评定的基础。通过电化学加速锈蚀试验获得不同锈蚀程度的钢筋,采用三维激光扫描技术建立锈蚀钢筋的三维几何模型,并提取相关的锈蚀特征参数。然后基于概率理论统计分析锈蚀钢筋平均截面锈蚀率与最大截面锈蚀率、锈蚀不均匀系数之间的相关性,建立了锈蚀不均匀系数的概率分布模型。研究表明:随着锈蚀程度的增大,最大截面锈蚀率和锈蚀不均匀系数均呈幂函数增长,并与锈蚀钢筋的直径有关;锈蚀不均匀系数服从广义极值分布,其概率分布的形状参数、尺度参数和位置参数均随锈蚀程度的增大而线性增大,并与锈蚀钢筋的直径和单元长度有关。     

再生混凝土与锈蚀钢筋间的粘结性能试验研究

为了探究再生混凝土结构的耐久性能,对5组不同钢筋锈蚀率(0~9%)的再生混凝土梁式试件进行加载试验。分析不同钢筋锈蚀率对再生混凝土梁式试件的钢筋应变、局部粘结应力、粘结滑移和极限粘结应力的影响。结果表明:钢筋锈蚀率大于3%时试件底部开始有细微锈胀裂缝出现;锈蚀率越大,荷载作用下钢筋应变沿锚固位置的变化曲线越平缓;局部粘结应力沿锚固段呈现出双峰分布,峰值主要集中在加载端和自由端附近;加载端附近位置滑移现象最先发生,远离加载端滑移现象延后;随着钢筋锈蚀率的增大,极限粘结强度先增加后降低,极限荷载下的滑移值增大。     

试件尺寸对锈蚀钢筋与混凝土间黏结性能的影响

为研究试件尺寸(立方体试件边长为10D,钢筋直径D=14、20、25 mm)对锈蚀钢筋与混凝土间黏结性能的影响,通过电化学加速锈蚀方法,获得了7组不同钢筋锈蚀率(0%、0.5%、1.0%、2.0%、5.0%、8.0%、10.0%)的中心拉拔试件.分析了试件尺寸、锈蚀率等影响因子作用下钢筋与混凝土间黏结性能的变化规律.结果表明:随着锈蚀率的增加,试件尺寸越大其锈胀裂纹出现越早且最大锈胀裂纹越宽;各试件的黏结强度、黏结刚度均随混凝土的恶化及锈蚀率的增加呈现出先增长后逐渐削减的趋势,黏结能量则随锈蚀率的增加而逐渐下降,且较大尺寸试件(D=25 mm)的黏结性能受锈蚀率的影响更为显著;锈胀裂纹出现前,试件自由端峰值滑移、黏结能量下降较为缓慢;当锈胀裂纹出现后,其自由端峰值滑移、黏结能量急剧下降,而后随着锈胀裂纹的加宽,其下降速率趋于平缓.基于试验结果,建立了不同锈蚀率下残余黏结应力与试件尺寸的关系式.     

钢质蜂窝夹芯梁高温疲劳试验及寿命预测研究

针对实际工程中钢质蜂窝夹芯结构在热环境下的疲劳耐久性及寿命问题,开展了400℃下的三点弯曲疲劳试验研究,得到S-N曲线.基于刚度退化,提出一种用于该类材料在高温下的疲劳寿命预测模型和损伤演化模型.该方法允许预测不同载荷水平下的疲劳寿命,避免了大量重复性疲劳试验.应用于模型的参数与材料性质、高温等试验条件有关.借助简单模...     

耐候钢和高性能钢腐蚀后疲劳性能2019年度研究进展

免涂装耐候钢桥梁在使用过程中长期受到腐蚀作用,影响其性能的主要有均匀腐蚀和坑蚀。坑蚀能够直接导致钢材疲劳强度降低,并且疲劳细节等级越高,坑蚀对疲劳强度的削减越严重。在钢桥设计中,疲劳设计常为控制指标,需要对耐候钢和高性能钢腐蚀后的疲劳性能进行研究。针对中国耐候钢和高性能钢开展共计20个试件的腐蚀后疲劳试验,根据ISO规范对两种钢材进行中性盐雾干/湿循环腐蚀试验,盐雾采用5%的NaCl作为腐蚀溶液,其pH值为6.5,温度控制为35℃,腐蚀120个周期;针对腐蚀后的试件进行疲劳试验,并与未腐蚀试件的疲劳试验结果对比。试验结果表明,腐蚀后耐候钢和高性能钢的疲劳强度均大幅降低;不考虑保证率时,腐蚀后HPS 485W和Q345CNH钢2×10⁶次荷载循环的疲劳强度与未腐蚀试件相比分别降低了27.8%和26.6%;考虑95%保证率,采用m=3时,分别降低了34.7%和50.1%,并且低于FAT 125要求。腐蚀作用下,两种钢材表面形成稳定锈蚀层和蚀坑,其锈蚀层具有一定强度,疲劳裂纹均萌生于表面蚀坑部位。