Enhanced assessment of ageing phenomena in steel structures based on materials data and non‐destructive testing

The increasing amount of ageing civil steel infrastructure requests an enhanced assessment of this infrastructure in terms of determining its residual fatigue life in a more realistic way than this has been done in the past. Often the relevant materials data for cyclic loading of such an ageing infrastructure is not available and its retrieval turns out to be relatively cumbersome bearing the urgency in data availability and continuous cost pressure in mind. This article addresses different approaches and techniques on how materials data for cyclic loading can be obtained at a fraction of the effort compared to state‐of‐the‐art techniques, considering load increase tests, non‐destructive testing techniques and finally even a stepped bar specimen allowing a complete set of materials data (stress‐strain behaviour and stress‐ and strain‐life curve) to be obtained with a single specimen in the end only. Options for ’digitizing’ materials data evaluation are discussed and some prospect on application of those novel approaches and techniques in damage accumulation assessments on real steel infrastructure is provided.     

政策法制与能源产业推动之探讨——以德国再生能源法为中心

全球传统石化能源耗竭及气候变迁等负面效应日益严重,以永续发展为目标,再生能源之开发利用备受关注,已成为世界各国能源政策的主要施政方针,其中多以立法手段积极推动.综观各国已提出亦或正在施行的政策和措施,皆由订定法令来体现,以法律的形式确立发展目标,再透过具体而明确的强制规范或经济激励措施,进而得其实质成效.德国再生能源法相关法规范即为明证.德国于2000年制定全球首部再生能源优先法(Gesetz fürden Vorrang Erneuerbarer Energien),简称再生能源法(Ernererbare-Energien-Gesetz,EEG),至今已历多次修法.本文将从德国再生能源法制探讨,观其核心固定电价制度(Feed-in Tariff,FIT)与近年修法方向,说明德国再生能源产业发展之背景及现况,希祈能就推动发展再生能源有所帮助.     

Rochow-Müller反应制备甲基氯硅烷单体工艺的研究进展

Rochow-Müller反应是一种直接合成甲基氯硅烷的方法。由于其原料易得,产物收率高,工艺较易实现,成为有机硅工业单体生产的主流工艺。到目前为止,铜基催化剂仍为Rochow-Müller反应的核心催化剂,催化性能的改善对该工艺的提升具有重大意义。在探索高效催化剂和理解其机理方面已取得相关进展,但由于副产物多,复杂性高,对该反应真实反应路径的追踪仍然较为困难。对Rochow-Müller反应的热力学过程、铜基催化剂及助催化剂的应用、反应机制及动力学过程和工艺条件的影响进行综述讨论。希望这项工作能够准确地反应Rochow-Müller反应催化工艺的最新进展,并可以促进有机硅工业的可持续性发展。     

基于普吕克直线的多线结构光视觉传感器标定方法

针对多线结构光系统的快速标定,提出了一种基于普吕克直线的标定方法。传统的线结构光标定方法大多以单点的形式进行提取和坐标系转换,从而获得平面方程。然而单点数量较多会导致操作复杂,不适用于多线结构光的标定。为了解决这个问题,提出了一种新的标定方法,该方法在标定过程中全部采用普吕克矩阵的形式,而不是直接使用点特征。该方法有利于在摄像机坐标系下快速准确地获得光平面方程。同时设计了一种与该方法相对应的用于标定多线结构光的平面标定靶标。为了将一般直线转换为普吕克直线,将图像平面维度延展,定义了一个新的图像空间。为了对普吕克直线的坐标系进行转换,重新表达了基于普吕克直线的透视投影模型。基于普吕克空间中直线与平面的性质,对多条结构光线的普吕克矩阵进行合并即可高效地构造出线性的矩阵方程,从而进一步拟合出结构光平面方程。实验验证了所提方法并证明了校准精度的显著提高,当测试距离为1.8 m时,测量得到的三维点的RMS误差在0.08 mm之内。     

Ingenieurwissenschaftliche Untersuchungen an der Hagia Sophia in Istanbul — Teil 1: Das Konstruktionsgefüge

Die Hagia Sophia in Istanbul ist eines der baugeschichtlich wichtigsten und ingenieurmäßig bemerkenswertesten Bauwerke der letzten 1500 Jahre. Aufgrund restauratorischer Sicherungsarbeiten und der damit verbundenen Einrüstung der Hauptkuppel war in den letzten Jahren die einmalige Gelegenheit gegeben, den geometrischen und materiellen Irregularitäten und Diskontinuitäten, die aus mehreren Teileinstürzen und Wiederaufbauten herrühren, mit Hilfe zerstörungsfreier geophysikalischer Untersuchungsverfahren nachzugehen. Damit konnte der heutige Bestand und Zustand der aus Ziegeln gemauerten Hauptkuppel und der aus Naturstein errichteten vier Hauptpfeiler intensiv erkundet werden. Die erlangten neuen Kenntnisse zum Konstruktionsgefüge erlaubten einerseits die Entwicklung differenzierter Berechnungsmodelle, mit deren Hilfe eine Aussage zum Lastfluss, den Spannungszuständen und dem Stabilitätsverhalten der Hagia Sophia möglich wurde und bieten andererseits Grundlage, um die Frage der Erdbebengefährdung mit einer der historischen Bedeutung des Gebäudes entsprechenden Zuverlässigkeit zu beantworten. Im vorliegenden ersten Teil des Berichtes zum DFG‐Projekt “Ingenieurwissenschaftliche Untersuchungen an der Hauptkuppel und den Hauptpfeilern der Hagia Sophia in Istanbul“ [1] wird über die Erkundungen am Bauwerk berichtet. Der im nächsten Heft erscheinende zweite Teil wird dann die Folgerungen, die sich daraus für das Tragverhalten und Tragvermögen des Gebäudes ergeben, zum Inhalt haben. Engineering Studies on the Hagia Sophia in Istanbul — Part 1: The Structural Characteristics. The Hagia Sophia in Istanbul is one of the most significant and remarkable buildings of the past 1500 years, both from an architectural history and an engineering point of view. Due to restoration work and the related scaffolding of the main dome, the past years have provided a unique opportunity to investigate the geometrical and material irregularities and discontinuities resulting from several partial collapses and rebuilding, by using nondestructive geophysical analytical methods. They allowed a thorough exploration of the present substance and condition of the main dome’s brick masonry and of the four main pillars built from natural stone. The new findings regarding the structural characteristics allowed, on the one hand, developing differentiated calculation models by means of which statements on load flow, stress states and stability behavior of the Hagia Sophia became possible and on the other, provided a basis for answering the question about the earthquake risks with a reliability corresponding to the historical significance of the building. The first part of the report on the DFG project “Engineering Studies on the Main Dome and Main Pillars of the Hagia Sophia in Istanbul” describes the explorations of the building. The second part, which will appear in the next issue, will present the conclusions resulting for the structural behavior and structural capacity of the building.     

Ingenieurwissenschaftliche Untersuchungen an der Hagia Sophia in Istanbul — Teil 2: Zum Tragverhalten

Die Hagia Sophia in Istanbul, eines der bau‐ und kulturgeschichtlich wichtigsten und ingenieurmäßig bemerkenswertesten Bauwerke der letzten 1500 Jahre, war im Rahmen des DFG‐Projektes “Ingenieurwissenschaftliche Untersuchungen an der Hauptkuppel und den Hauptpfeilern der Hagia Sophia in Istanbul” [1] Gegenstand umfänglicher Forschungstätigkeit, erst zum Konstruktionsgefüge, dann zum Tragverhalten. Ein optimierter Einsatz zerstörungsfreier, geophysikalischer Untersuchungsmethoden ermöglichte erstmals eine umfassende Aussage zum Bestand und inneren Zustand der tragenden Bauteile, wie sie sich über die Jahrhunderte und mehrere Teileinstürze hinweg bis zum heutigen Tag entwickelt haben. Hierüber wurde im ersten Teil dieses Beitrages berichtet [15]. Der sich nun anschließende zweite Teil beschäftigt sich mit dem Tragverhalten der Hagia Sophia. Ausgehend von grundsätzlichen Überlegungen zum Lastfluss in Pendentifkuppeln werden die erarbeiteten neuen Kenntnisse über die Bauwerksstruktur in ihrer statischen Bedeutung bewertet, den bisherigen Berechnungsgrundlagen vergleichend gegenübergestellt und im Rahmen eigener Studien zum Lastfluss und Tragverhalten unter statischer Belastung eingesetzt. Hinsichtlich der Frage der Erdbebengefährdung wird ein Ausblick auf ein Anschlussprojekt gegeben, welches — auf den erzielten Forschungsergebnissen aufbauend — die dynamische Analyse der Hagia Sophia zum Inhalt hat. Engineering Studies on the Hagia Sophia in Istanbul — Part 2: On the Structural Behavior. The Hagia Sophia in Istanbul, which is one of the most important and remarkable buildings of the past 1500 years from the point of view of architectural and cultural history as well as from a civil‐engineering perspective, has been the object of extensive research — first, regarding its structure and then, its structural behavior as the subject of the DFG Project ”Engineering Studies of the Main Dome and Main Pillars of the Hagia Sophia in Istanbul”. The optimized use of non‐destructive, geo‐physical methods of examination allowed, for the first time, making comprehensive statements on the existing structure and the internal condition of the structural parts as they have developed over the centuries and through several partial collapses to this day. A report on this can be found in the first part of my article. This second part focuses on the structural behavior of the Hagia Sophia. Departing from fundamental deliberations on load flow in pendentive domes, the importance of the new findings about the structural characteristics for structural behavior is evaluated, compared to the bases for calculation used before, and used in the context of studies on load flow and structural behavior under a structural load. With regard to the issue of earthquake risk, an outlook is provided on a follow‐up project that will focus on a dynamic analysis of the Hagia Sophia, based on these research results.     

Electromagnetism as a means for understanding materials mechanics phenomena in magnetic materials

Electromagnetic properties are an interesting means for monitoring a variety of materials' mechanical properties in ferro‐ and paramagnetic materials non‐destructively. Those properties include uni‐ und multi‐axial stress states as well as plasticity and fatigue damage and can be measured at macro‐ as well as at microscopic scales, depending on what measurement equipment will be used. The article describes the general electromagnetic phenomena to be considered as well as the equipment to be used before presenting a variety of different experimental results from which the materials mechanical properties mentioned above can be directly derived being an ideal means for monitoring the health of any magnetic metallic structure.     

区位论在旧城改造中的应用

本文针对中国旧城改造长期以来的复杂命运,采用杜能区位论对重庆化龙桥老街的消失、金刚碑老街的成功保存等多个旧城改造案例进行分析,明晰区位论为造成当下旧城改造混乱状况的根本发生机制,指出应建立新的理论模型,改革旧城改造方式。     

C_(60),M@C_(60)电子传输特性研究

采用扩展的Hückel方法与格林函数方法,分析了双Au电极作用下,C60,M@C60(M=Si,Ge)富勒烯分子的电子结构与导电性,并对三种富勒烯分子的电子结构与电子输运特性进行了对比。研究结果表明,三种富勒烯分子与A u电极“接触”后,其最高占据分子轨道与最低未占据分子轨道间的能隙减小,它们与A u电极之间的结合既有共价键的成分,又有离子键的成分;三种富勒烯分子的电子输运性能依次具有Ge@C60>Si@C60>C60的顺序。