基于互相关函数幅值和SVM的输电塔损伤识别

针对目前输电塔结构损伤识别中需要布设大量传感器的问题,提出了基于互相关函数幅值和支持向量机(support vector machine,简称SVM)的损伤识别方法。首先,定义初始与当前状态结构模态响应近似信号的互相关函数幅值差为损伤特征;其次,将损伤特征作为输入样本来训练支持向量机分类器,将损伤识别问题转化为模式分类问题;最后,利用2层角钢塔模型的振动试验,验证了方法的可行性。该方法仅需要少量传感器测得结构的动力响应,且适用于环境荷载激励,对输电塔结构损伤有较好的识别效果和噪声鲁棒性。     

NiTi形状记忆合金应变传感特性分析

阐述了形状记忆合金丝的应变传感原理.在Brinson建立的形状记忆合金一维本构模型的基础上,引入Ikuta提出的电阻率与马氏体百分含量之间的关系并对其进行简化,建立了形状记忆合金应变传感特性的理论分析模型.分析了不同温度条件、不同初始状态的形状记忆合金电阻相对变化率与应变之间的关系.并与已有试验结果进行比较,验证了该模型的有效性.结果表明,形状记忆合金可以作为应变传感元件使用,温度对形状记忆合金的传感特性有影响,设计时要根据使用温度来确定形状记忆合金的相变温度.     

考虑应变率效应的钢筋混凝土动态纤维梁单元模型

为准确描述钢筋混凝土结构的非线性地震灾变过程，建立了一种基于显式算法可考虑地震作用应变率效应的钢筋混凝土动态纤维梁单元模型，并以材料子程序(VUMAT)的形式嵌入ABAQUS有限元分析平台中。对混凝土、钢筋以及钢筋混凝土柱动态加载试验进行了数值模拟，测试并验证该模型用于钢筋混凝土材料及构件动态性能分析的准确性和有效性。研究结果表明，所提出的钢筋混凝土动态纤维梁单元模型计算精度较高，能够准确并实时反映地震作用下应变率对材料及构件动态性能的影响，可为精确计算钢筋混凝土结构在地震作用下的非线性动力反应提供理论基础。     

高压输电塔-线体系抗灾研究的现状与发展趋势

以输电塔-线体系的环境荷载特性和结构动力响应特性为出发点,分析目前高压输电塔-线体系的发展现状及人们对环境荷载缺乏认识而经常造成灾害事故的原因,论述了输电塔-线体系在现有设计水准下抵抗地震和环境荷载作用的能力和现阶段输电塔-线体系设计的可靠性。全面系统地总结了高压输电塔-线体系抗震抗风研究的动力分析建模方法、模型种类与适用性,以及试验研究所采用的方法、达到的水平和解决的问题,抗震抗风研究的理论成果和发展动向,结构振动控制理论体系和控制手段,结构设计理论的发展趋势等。指出了现阶段输电塔动力响应研究与设计中存在的缺陷和不足,从环境荷载建模、结构动力响应分析方法、试验测试手段和结构控制理论与措施等方面提出了当前迫切需要进行研究的内容与方向。根本目的旨在提高输电塔-线体系结构设计理论和设计水准,增强抵抗地震和环境荷载灾害性破坏的能力。     

钢筋混凝土框架结构利用“双功能”软钢阻尼器的抗震设计

提出了适合工程实际应用的"双功能"软钢阻尼器,对单圆孔型及双X型软钢阻尼器进行了拟静力往复加载试验,试验结果表明,两种阻尼器均具良好的滞回耗能特性;将两种阻尼器应用于实际工程中,成功地解决了薄弱层问题,同时给出了钢筋混凝土结构中安装"双功能"软钢阻尼器的设计过程;对装有软钢阻尼器的钢筋混凝土结构进行有限元三维仿真分析,结果表明,本文提出的软钢阻尼器对结构位移有较好的控制效果,具有在小震时为结构提供较大的初始刚度,大震时耗散地震能量的双重功能。     

输电线路覆冰脱落动力效应试验研究

输电线路的覆冰脱落容易引发导线间的碰撞闪络、线夹和连接金具的损坏,严重危害电力系统的安全运行。研究覆冰导线脱冰后的动力响应特征,可以为防止电网冰灾的设计提供有效依据。该文在实验室设计并进行50m孤立档导线的脱冰跳跃试验,通过在导线上悬挂电磁铁吸附的铁块来模拟覆冰质量,利用断电延时时间继电器控制电磁铁的通断电时间来控制覆冰脱落顺序与速度,测量覆冰导线在不同的覆冰厚度、脱冰率、脱冰位置、脱冰顺序及速度的工况下,导线端部张力和导线跨中跳跃高度,并利用有限元软件ANSYS进行了验证。试验结果表明,覆冰脱落后导线端部的最大动张力与脱冰前的最大静张力相差不大;导线覆冰从中间往两边脱落引起的跨中导线跳跃高度最大;当覆冰从导线两边往中间高速脱落时,跨中导线的跳跃高度最小。     

基于频率效应的超弹性形状记忆合金本构模型

超弹性形状记忆合金(SMA)的力学特性受荷载频率影响较大。在Lagoudas多线性一维本构模型基础上,仔细分析了SMA在不同频率荷载下的试验资料,提出应力-温度相图中四组相变应力直线的斜率随荷载频率变化以及最大残余应变与频率负相关的假定,建立了基于频率效应的SMA线性本构模型。对不同频率下SMA的应力-应变曲线进行数值模拟,表明该模型能较准确地模拟SMA在不同荷载频率下的滞回主环力学特性,但预测的子环与试验误差稍大。采用荷载频率为0.003Hz和0.08Hz时SMA本构模型,分别计算了SMA-弹簧-振子在不同频率正弦激励下的振动响应,表明SMA单元能够有效实现结构的被动控制,并在一定程度上反映了由于SMA模型不同而带来的控制效果的差异。     

大连梭鱼湾足球场罩棚结构健康监测及应用

大连梭鱼湾足球场的屋盖结构是基于张拉结构延拓的一种自平衡外凸形轮辐式索网结构。为保证延拓设计后的结构安全和解决新型大跨空间结构形式健康监测的重点及难点，针对大连梭鱼湾足球场的罩棚结构建立了由结构层、传感层、数据采集与分析层组成的结构健康监测系统，动态监测结构在多种环境荷载下的实时响应。获取了外荷载由索撑体系中的径向承重索传递至外环柱撑体系中摇摆柱和柱间人字斜撑的体系间荷载传递路径，以及索撑体系中“稳定索-撑杆-承重索”和柱撑体系中“摇摆柱-斜撑”的荷载传递路径和协同受力响应。结果表明，由健康监测系统获取的拉索与重要连接构件在七级风荷载和温度荷载下的索力分别为45kN和85kN,可用于实时评估结构的安全状态。此外，克服温度影响误差的长期监测结果显示结构的最大应力变化约为3MPa。     

输电塔—导线耦联体系桩土动力相互作用地震反应分析

本文提出了纵向地震作用下高压输电塔－导线耦联体系土体－桩－结构相互作用分析的力学模，推导了运动方程，编制了计算程序，并对某一具体的输电塔进行计算，按考虑与不考虑相互作用的两种情况进行对比分析。     

埋地球墨铸铁供水管道轴向拉拔试验

目的 对埋地球墨铸铁管道进行抗拉静载试验,分析管道接口力学性能以及砂土对管道产生的摩擦力,确定地震作用下管道接口抗拉拔强度,以该指标作为判断管道抗震性能的依据.方法 管道采用T型胶圈连接的柔性接口,在覆土的情况下,对150 mm和200 mm两种管径的管道注水后,分别进行6次静力拉拔试验.结果 直径150mm和200 mm管道的接口位移所承受的最大值分别为56.97 mnl和57.52 mm.水压随着位移的增大基本没有太大变化,直到管道接口破坏,管体内水压才突然下降.结论 球墨铸铁管柔性接口管道抗震性能较好,管径越大抗震性能越好.管道与砂土之间的相对位移是影响管道抗震性能的主要因素之一,增加承插式管道的承口深度有助于提高管道的抗震性能.