BIM在应用型本科院校中的发展现状及改革思考

目前,我国建筑行业的信息化水平正加快提升,BIM对建筑领域内技术升级具有重要促进作用,同时也带来了应用型本科院校人才培养方式上的巨大改变。虽然,国内双一流高校在发展BIM技术和人才培养方面取得了较大的进步,起到了示范作用,但是应用型本科院校仍然存在师资短缺、设施匮乏等诸多问题。在对BIM技术发展现状进行总结归纳的基础上,分别从培养BIM自主学习能力、BIM技术应用课程群、BIM比赛以及校企深入合作以及BIM题库建设等方面提出了改革措施和建议,为我国应用型本科院校的BIM技术发展和人才培养提供参考。     

基于ANSYS Workbench的内门架优化设计

本文以起吊设备内门架为研究对象,利用Solidworks软件建立其三维实体模型,并将模型导入ANSYS Workbench中进行有限元分析,得到内门架在最危险工况下的等效位移云图和等效应力云图,由图分析可得其强度和刚度均满足设计要求。然后以其立柱截面尺寸为设计变量,强度、刚度为约束条件,质量最小为目标对内门架进行多目标优化设计,结果显示优化后的内门架在质量减少12%的同时,静态性能也得到改善。     

碳价格对低碳基荷发电技术相对竞争力的影响评估

根据国际能源机构（IEA）的评估标准选出合适的低碳基荷发电技术,分析了引入碳价格后发电成本和温室气体排放强度的变动情况,并研究碳定价机制对各发电技术相对竞争力的影响。结果表明,核电成本的排放量最低,竞争优势最大;太阳能热利用成本的排放量最高,相对竞争力最小。目前依靠碳捕捉与封存技术（CCS）的传统煤粉蒸汽锅炉发电（PFcoal/ CCS）、联合循环发电系统（IGCC/ CCS）、联合循环燃气涡轮（CCGT/ CCS）技术是有风险的策略。     

优化改进RRT和人工势场法的路径规划算法

针对传统快速搜索随机数(RRT)算法在规划路径中随机性较大,搜索效率较低且规划的路径不利于机器人移动等缺点,从3个方向进行改进。首先,对于随机树扩展时随机性较大的问题,将传统的扩展方向加入改进人工势场法约束,使得随机树偏向目标点生长;其次,将改进RRT算法规划的路径进行关键点提取,并优化路径;最后,将优化后的路径按照关键点分段使用改进评价函数的动态窗口法。实验表明,优化改进RRT算法相较于传统A^*算法、传统RRT算法在路径长度、路径规划时间以及拐点等方面效果都更好,融合算法在复杂环境中规划出的路径能够很好地避开障碍物,路径更加平滑且更短。     

河北山区路基土的物理力学指标统计关系研究

河北山区路基土的工程特性研究对保障该地区公路路基的安全性和稳定性具有重要意义。以河北京化高速KC-3（张家口）段路基土为研究对象,采用统计分析方法对河北山区路基土的10种物理力学指标进行了统计规律研究。结果表明：（1）张家口地区路基土的压缩系数的变异系数最大,应作为随机变量来处理,比重的变异系数最小,小于0.1,可以视为常量;（2）压缩系数与这些物理指标的相关系数均小于0.5,并与其他指标呈线性正相关;（3）含水率、湿密度、饱和度概率分布模型为正态分布模型,其余物理力学指标为对数正态分布模型。     

岩土锚固吸能锚杆支护材料/结构及其力学性能研究进展

吸能锚杆自20世纪90年代问世以来,有效解决了岩土层的大变形和瞬时高动载荷问题,在深部软岩工程领域中发挥着重要作用。吸能锚杆的传统支护材料一般主要包括杆体、托板、螺母和锚固剂,其中杆体材料一般为圆钢和螺纹钢,在静载和动载条件下表现出了优良的材料性能;树脂锚固剂是最主要的锚固剂之一,分为慢、中、快和超快四种型号,澳大利亚与中国均成功研制了双速树脂锚固剂。目前,已有几十种吸能锚杆被研制出来,例如锥形锚杆、D形锚杆、Garford锚杆、Yield-Lok锚杆、Roofex锚杆等,这些锚杆可分为杆体可延伸型和构件可滑移型两类。例如,锥形锚杆主要依靠杆体上的锥形体在锚固剂中的滑移来吸收和转移围岩膨胀变形能; D形锚杆主要依靠杆体上桨状或波纹状的锚固单元屈服变形来吸收和转移围岩膨胀变形能; Garford锚杆和Roofex锚杆均依靠拉力载荷迫使锚杆杆体从滑移元件(套筒状,要求内径小于锚杆直径)中被挤压出,从而吸收和转移围岩膨胀变形能。对于上述吸能锚杆,其所受拉力载荷(工作阻力)随位移而变化,延伸率有限,当围岩膨胀变形能足够大时,锚杆支护系统易被冲击破坏,难以满足大变形控制要求。鉴于此,何满朝院士首次在岩土锚固领域中提出了负泊松比(NPR)材料/结构的概念,并成功研发了具有独特负泊松比效应的吸能型NPR锚杆。NPR锚杆在抗剪、抗动载荷和吸能方面比传统材料锚杆更具优势,有利于岩土锚固领域向更深部的软岩支护方向发展。随着采掘深度的不断加大,软岩体所表现出的非线性物理力学现象也更加复杂,吸能锚杆仍需在新材料和新结构、与围岩间的协调工作机制、多场耦合下的锚固机理、杆体腐蚀问题及信息智能化设计方法与工艺方面继续开展深入研究。本文分别对传统支护材料和负泊松比材料/结构吸能锚杆的材料性能、结构形式、工作原理及力学特性等进行介绍,分析了吸能锚杆面临的科学问题,并展望了其研究前景。     

GFRP锚杆在抗浮工程中的研究现状与展望

GFRP抗浮锚杆是解决杆体腐蚀问题的有效途径之一,在地下结构抗浮工程中具有广阔的应用前景,首先分析了近年来GFRP抗浮锚杆的基本组成、工作特性及设计方法等方面的研究现状,其次详细介绍了GFRP抗浮锚杆内锚固和外锚固试验研究进展,总结和分析了GFRP抗浮锚杆的锚固机理特性:在拉力载荷作用下,内锚固段的破坏形式主要为杆体拔断和发生剪切位移,承载力与锚固段直径和长度呈正相关性,但存在临界锚固长度,轴力与剪应力分布范围在距孔口0～3 m范围之间;外锚固段的破坏形式为拔出、劈裂和滑移三种,锚具锚固可比直锚提供更高的承载力,弯曲锚固的弯曲半径和弯折长度对承载力有直接影响,外锚固段的载荷-滑移量关系曲线呈三阶段变化形式。最后,对GFRP抗浮锚杆在抗浮体系承载与变形特性研究、基于地下水位预测的稳定性计算和GFRP抗浮锚杆制作/设计/施工一体化技术方面的工作进行了展望。     

HFW焊管滚槽加工对焊缝开裂的影响

为了研究HFW焊管滚槽加工中焊缝区域开裂的原因,基于热-力顺序耦合、显示动力学的理论,利用ABAQUS有限元模拟分析软件,建立焊接与滚槽工艺模型,分析了加工工艺对滚槽开裂的影响,并通过试验验证了模型的准确性。研究表明:进行滚压加工中,焊缝处的焊接残余应力会影响滚压最大压力以及最大切向应力值;在总下压量一定时,滚压圈数大于6圈,焊缝处所受滚压压力以及最大切向应力趋于稳定且小于材料抗拉强度;均匀下压时,焊缝处所受滚压压力和最大切向应力最小;滚压初位置在母材区域时,焊缝处所受滚压压力和最大切向应力最小。     

储能对可再生能源并网发电的支撑作用

可再生能源发电并网对于电力系统的节能减排具有关键作用,选择合理的储能容量,并分析储能对可再生能源并网发电的支撑作用具有重要意义。从节能减排和供电可靠性角度建立具有储能装置的单母线电力系统和剩余电力系统的随机规划模型,并通过蒙特卡罗模拟算法对国外某地区的风力发电和储能联合运行系统进行模拟分析。结果表明,适度规模的储能容量不仅能有效解决可再生能源发电的功率波动问题、减小系统停电损失概率,而且能够降低系统的环境成本,但其减少程度与储能的全过程效率有关。     

电动汽车基础设施投资成本—效益动态综合评估框架

构建了一个以政府部门为主导的多部门的电动汽车基础设施投资成本—效益动态评估框架,综合评估电动汽车规模化发展对交通运输部门和电力企业以及整个社会的成本—效益影响。