局部锈蚀圆钢管混凝土短柱轴压承载力试验研究 被引量：2

1

作者 陈梦成 罗苏昌 +3 位作者 黄宏 方苇 许开成 钱文磊 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期317-329,共13页

钢管混凝土(CFST)在服役环境中被腐蚀,导致其钢结构承载力降低,严重威胁到结构的服役性能和使用寿命。首先,采用机加工车铣方法制作模拟局部锈蚀的人工缺陷,然后以钢管外表面局部环向贯通锈蚀位置、锈蚀钢管体积损失率、锈蚀外表面面积... 钢管混凝土(CFST)在服役环境中被腐蚀,导致其钢结构承载力降低,严重威胁到结构的服役性能和使用寿命。首先,采用机加工车铣方法制作模拟局部锈蚀的人工缺陷,然后以钢管外表面局部环向贯通锈蚀位置、锈蚀钢管体积损失率、锈蚀外表面面积损失率(简称锈蚀面积损失率,下同)为试验参数,对45根局部锈蚀圆CFST短柱试件进行轴压承载力试验;其次,分析锈蚀位置、锈蚀钢管体积损失率、面积损失率和壁厚损失率对锈蚀试件承载力、刚度和延性的影响,揭示锈蚀CFST试件破坏机理和承载力退化机制;最后,针对局部锈蚀圆CFST短柱构件轴压承载力提出一个简化实用计算公式。研究结果表明:各试件具有类似的破坏特征,主要呈明显的腰鼓状破坏,且发生在锈蚀区;随着锈蚀钢管体积损失率增大,锈蚀CFST柱的承载力、刚度和延性均出现不同程度的降低;在锈蚀钢管体积损失率和面积损失率相同的情况下,就局部锈蚀位置影响而言,中部影响最大;就锈蚀程度表征参数影响而言,锈蚀钢管体积损失率影响最大,面积损失率次之,壁厚损失率最小;本文提出的简化实用公式可为圆钢管混凝土构件全寿命设计提供参考依据。 展开更多

关键词 圆钢管混凝土短柱 局部锈蚀 轴压承载力 退化机制

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基于眼动追踪的视觉交互式裂缝检测方法 被引量：2

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作者 陈梦成 龚政 +2 位作者 鲁挺松 朱合翌 罗国亮 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期1663-1672,共10页

定期检测混凝土表面的缺陷对延长基础设施的使用寿命能够起到重要的安全保障作用.针对人工检测混凝土效率不高,计算机视觉方法在复杂场景中易出现误判的问题,将基于眼动追踪的视觉交互方法引入损伤检测,提出一种智能裂缝检测方法.首先... 定期检测混凝土表面的缺陷对延长基础设施的使用寿命能够起到重要的安全保障作用.针对人工检测混凝土效率不高,计算机视觉方法在复杂场景中易出现误判的问题,将基于眼动追踪的视觉交互方法引入损伤检测,提出一种智能裂缝检测方法.首先利用眼动跟踪技术提取人眼信息,实现对疑似裂缝特征信息的定位交互;然后结合训练的深度神经网络模型对疑似裂缝区域进行精细化识别和分割,实现复杂场景图像下裂缝识别和提取.在桥梁损伤数据集CODEBRIM中的裂缝类集上进行眼动交互定位实验和裂缝识别实验,结果表明,所提方法的定位精度为90.6%,判别精度为83.1%,与其他方法相比精度更高,且定位识别效率和准确率高,可用于结构健康监测. 展开更多

关键词 可视化分析 人机交互 眼动追踪 智能识别 混凝土裂缝缺陷 特征提取 深度学习

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全并联AT牵引供电系统雷击故障测距多路径行波算法研究 被引量：3

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作者 钟汉华 陈剑云 +3 位作者 华敏 傅钦翠 石杰 夏天 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期60-71,共12页

针对AT变压器和并联结构导致行波传播路径复杂,行波波头性质难以有效识别和行波色散现象,线路频变参数特性导致波速不稳定的问题,提出一种基于多路径行波测距方法。基于上下行电流行波传播的差异性,利用电流相似度识别故障区段。探讨全... 针对AT变压器和并联结构导致行波传播路径复杂,行波波头性质难以有效识别和行波色散现象,线路频变参数特性导致波速不稳定的问题,提出一种基于多路径行波测距方法。基于上下行电流行波传播的差异性,利用电流相似度识别故障区段。探讨全并联AT牵引网结构对行波传播特性的影响,并对电流、电压行波传播路径进行标定。基于多路径电流、电压行波极性分析,筛选出用于故障测距的多路径行波,以推导出消去波速的测距方程。仿真表明:所提测距方法可以有效识别波头性质,且计算故障距离基本与波速无关,不受牵引网区段长度、结构影响。 展开更多

关键词 雷击故障 多路径行波 全并联AT牵引供电系统 行波极性 故障测距

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计及频率耦合的单相光伏变流器谐波潮流分析模型 被引量：3

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作者 高波 何福长 +2 位作者 韩建 李泽文 余勇祥 《电力科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期216-225,共10页

单相光伏逆变器被广泛应用于配电系统,研究其谐波模型对于谐波潮流分析、谐波交互影响与电力系统稳定具有重要意义。首先,通过分析电网与逆变器的交互机理与逆变器交直流侧的谐波传导,推导出单相光伏逆变器在不同谐波下的阻抗公式;其次... 单相光伏逆变器被广泛应用于配电系统,研究其谐波模型对于谐波潮流分析、谐波交互影响与电力系统稳定具有重要意义。首先,通过分析电网与逆变器的交互机理与逆变器交直流侧的谐波传导,推导出单相光伏逆变器在不同谐波下的阻抗公式;其次,分析谐波阻抗的频率耦合机制并结合控制环节,建立不同谐波下单相逆变器的谐波耦合阻抗矩阵模型与等效戴维南电路;再次,基于所提模型对系统进行谐波分析,极大地简化单相逆变器的谐波潮流分析,提高系统谐波潮流的计算精度,并能有效评估单相逆变器的接入对电能质量的影响;最后,通过时域仿真验证了所建立模型的正确性和有效性。 展开更多

关键词 单相逆变器 谐波阻抗模型 光伏发电系统 谐波潮流分析 谐波耦合

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钢结构中疲劳裂纹增长概率模型和Bayesian动态预测 被引量：4

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作者 陈梦成 方苇 +1 位作者 杨超 谢力 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期177-184,共8页

疲劳裂纹在桥梁结构中非常普遍,其增长过程是一个随机过程;另外,疲劳裂纹增长会引起桥梁结构性能退化。对桥梁结构性能退化的预测应基于桥梁的现状,结合具体构件的实际监测数据进行更新。首先依据线弹性断裂力学(LEFM)理论和Paris半经... 疲劳裂纹在桥梁结构中非常普遍,其增长过程是一个随机过程;另外,疲劳裂纹增长会引起桥梁结构性能退化。对桥梁结构性能退化的预测应基于桥梁的现状,结合具体构件的实际监测数据进行更新。首先依据线弹性断裂力学(LEFM)理论和Paris半经验疲劳裂纹扩展速率公式,建立钢结构的疲劳裂纹增长概率模型;然后利用Bayesian更新理论和马尔卡夫链蒙特卡罗模拟,结合试验数据,构建疲劳裂纹增长概率模型随机参数的更新方法,进而实时预测钢构件性能退化轨迹和寿命评估。使用提出的方法结合已有的试验数据进行了模拟仿真试验,结果表明,方法可以实现疲劳裂纹增长模型中随机参数的更新,有效地预测钢结构性能退化轨迹和时变可靠性的变化规律。 展开更多

关键词 桥梁工程 钢结构 Bayesian更新 疲劳裂纹 概率模型 时变可靠性

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全并联AT牵引网行波传播特性研究及单端故障测距算法 被引量：15

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作者 傅钦翠 陈剑云 +2 位作者 钟汉华 周欢 华敏 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期66-76,共11页

针对具有特殊结构的全并联AT牵引网在实施有效可靠的单端故障行波测距时存在的问题,根据AT牵引网的线路特点,对其上下行线路进行相模变换解耦,将行波分解为同向模量和反向模量,并结合AT自耦变压器的电磁暂态模型,推导行波同向模量在AT... 针对具有特殊结构的全并联AT牵引网在实施有效可靠的单端故障行波测距时存在的问题,根据AT牵引网的线路特点,对其上下行线路进行相模变换解耦,将行波分解为同向模量和反向模量,并结合AT自耦变压器的电磁暂态模型,推导行波同向模量在AT并联连接处的波过程时域表达式,仿真验证解析解的正确性,揭示初始波到浪涌波尾的衰减形状与自耦变压器漏阻抗的关系;分析行波各模量的传播特点,得到反向模量只在故障发生区段内折反射的结论。在此基础上,提出利用反向模量只存在于故障区段内及同向模量通过AT后波尾衰减加剧的现象判定故障区段的方法,对不同区段提出行之有效的单端行波故障测距算法。 展开更多

关键词 全并联AT牵引网 行波故障测距 同向模量 反向模量 自耦变压器

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不同服役温度下聚氨酯密封材料的摩擦学行为研究 被引量：8

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作者 季德惠 何晓荣 +3 位作者 沈明学 李波 熊光耀 张执南 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期238-245,共8页

目的探讨高寒/热服役温度(−50~60℃)对聚氨酯材料摩擦学行为的影响。方法以聚氨酯/316L不锈钢为研究对象,采用UMT-3型摩擦磨损试验机,并结合高低温试验装置进行不同服役温度下的摩擦磨损实验。着重分析聚氨酯/316L密封副界面的摩擦系数... 目的探讨高寒/热服役温度(−50~60℃)对聚氨酯材料摩擦学行为的影响。方法以聚氨酯/316L不锈钢为研究对象,采用UMT-3型摩擦磨损试验机,并结合高低温试验装置进行不同服役温度下的摩擦磨损实验。着重分析聚氨酯/316L密封副界面的摩擦系数演变规律、聚氨酯磨损表面形貌及损伤机制等重要特性。结果低温区段(−50~0℃)时,随温度升高,摩擦副界面的摩擦系数由−50℃时的1.08降低至0℃的0.77;聚氨酯的磨损率均在0.5 kg/m以下,抗磨损性能增强;由于微切削作用,发生了微观分子的断裂,导致磨损表面颗粒物较多,−50℃时的磨屑平均尺寸为87.3μm,其主要磨损机制为磨粒磨损。常温(25℃)及高温(60℃)环境则加剧了材料的磨损,磨损率均高于1 kg/m,界面的摩擦系数分别为0.98和0.62。常温环境下,宏观分层剥落起主导作用,表现为疲劳磨损特征;高温时,则因摩擦热导致磨损表面出现轻微的粘着现象,所产生的磨屑因参与磨损而呈现出尺寸偏大(平均386.7μm)的条状结构。另外,材料磨损表面伴随着片状剥离层的脱落,均形成了月牙状凹坑,相同面积下,0℃时的凹坑数量约是60℃时的4倍。结论温度对聚氨酯摩擦磨损性能有显著影响,不同服役温度会使聚氨酯材料呈现出不同的损伤机制。 展开更多

关键词 聚氨酯 橡胶密封 温度 宽温域 摩擦系数 磨损机制

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雷击降弓过程中机车受流动态特性研究

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作者 曾晗 朱彦锦 +5 位作者 姚智杰 李萍 符思雨 韦宝泉 肖钦文 袁佳歆 《电气工程学报》 CSCD 2023年第3期126-134,共9页

针对雷击环境下重载列车降弓燃弧导致的行车安全问题,以实际牵引系统为参考,仿真建立雷电流与降弓运动环境下牵引系统弓网电弧综合模型。基于机车运行与电弧特性两个方面,研究宏观层面功率与高压侧整流侧电流的变化规律,同时分析了弓网... 针对雷击环境下重载列车降弓燃弧导致的行车安全问题,以实际牵引系统为参考,仿真建立雷电流与降弓运动环境下牵引系统弓网电弧综合模型。基于机车运行与电弧特性两个方面,研究宏观层面功率与高压侧整流侧电流的变化规律,同时分析了弓网电弧动态特性变化,评估雷击下降弓过程对时速73 km/h重载机车受流动态特性的影响。通过仿真对比得出,雷击降弓中的电弧使受电弓电源电压对电缆的寄生电容充电,由于机车高压端设备和受电弓的电感,影响了等效电路的振荡波动和过电压峰值;雷击降弓电弧存在滞后性;输入的雷电电流会引起牵引系统电感电容变化,也会改变电弧形成的等离子体的电容,从而增加电弧的储电能力和电弧电容对电压的敏感性。通过仿真为正确评估雷击环境下牵引系统特性研究提供理论数据,为提高牵引供电系统的安全运行奠定一定的技术基础。 展开更多

关键词 弓网电弧 雷电流 电力机车 雷击 降弓过程

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基于时频谱相似度全并联AT牵引网行波测距方法 被引量：11

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作者 舒新星 陈剑云 +1 位作者 华敏 傅钦翠 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期37-45,共9页

针对全并联AT牵引网线路参数不均匀,并由于AT自耦变压器连接上下行而改变线路拓扑结构,使线路电压、电流分布复杂而增加故障定位难度的问题,将行波法运用在牵引网故障测距中。根据故障发生后供电臂首末两端必有一端电流信号奇异性低难... 针对全并联AT牵引网线路参数不均匀,并由于AT自耦变压器连接上下行而改变线路拓扑结构,使线路电压、电流分布复杂而增加故障定位难度的问题,将行波法运用在牵引网故障测距中。根据故障发生后供电臂首末两端必有一端电流信号奇异性低难以检测的特点,提出一种基于时频谱相似度全并联AT牵引网行波测距方法。首先测量双端电流数据,计算牵引变电所端上下行电流行波的时频谱相似度矩阵识别故障点区段,最后选择与故障点同一区段量测端的电流行波识别反射波、电压行波标定波到时刻。仿真结果表明:该方法提高了检测和标定波头的准确性,测距结果不受过渡电阻、短路类型的影响,误差均在150 m之内,且不存在单端测距识别第2个反射波和双端测距数据对时的问题,并与基于吸上电流比的现场测距结果进行对比和实测数据验证,该方法准确有效且稳定。 展开更多

关键词 全并联AT牵引网 行波 故障测距 小波变换 时频谱相似度

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基于增量磁导率的钢轨频变阻抗曲线计算 被引量：1

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作者 武伟康 陈剑云 +1 位作者 刘思然 傅钦翠 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期79-84,共6页

宽频率范围的阻抗值是牵引供电系统进行谐波扰动、短路故障等暂态过程分析的基本参数,由于钢轨是铁磁材料,致使其在暂态过程下的阻抗特性与稳态下表现不同。对此问题展开研究,采用基于增量磁导率的有限元方法计算暂态情况下钢轨的频变阻... 宽频率范围的阻抗值是牵引供电系统进行谐波扰动、短路故障等暂态过程分析的基本参数,由于钢轨是铁磁材料,致使其在暂态过程下的阻抗特性与稳态下表现不同。对此问题展开研究,采用基于增量磁导率的有限元方法计算暂态情况下钢轨的频变阻抗;分析稳态大电流信号下钢轨的磁化特性,以P60钢轨的基本磁化曲线为计算基础,研究瞬态小电流信号下钢轨的局部磁滞曲线,并用增量磁导率表征这一局部磁化特性;将P60钢轨的增量磁导率等磁特性数据纳入到有限元Ansys Maxwell计算模型中,给出暂态情况下钢轨随频率(0~10 MHz)变化的阻抗频变曲线。计算结果表明,暂态情况下形成的增量磁场,使P60钢轨的交流电阻和内电感值与稳态情况下相比,在同一条件下均有所增大,且交流电阻值的差异主要在10 kHz频率以上,内电感值的差异主要在0~5000 Hz频率段。 展开更多

关键词 钢轨 暂态信号 增量磁导率 频变阻抗曲线 有限元

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基于Maxwell分布的砂岩本构模型研究 被引量：3

11

作者 童立红 吴琳琳 徐长节 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期958-965,共8页

砂岩具有典型的颗粒结构,其力学参数与内部颗粒间的接触密切相关。由于砂岩内部颗粒接触数量巨大,具有统计分布特征,因此,通过引入颗粒接触强度的统计分布模型建立砂岩的本构理论,可以更好地从细观角度理解砂岩的变形发展。由于前期研... 砂岩具有典型的颗粒结构,其力学参数与内部颗粒间的接触密切相关。由于砂岩内部颗粒接触数量巨大,具有统计分布特征,因此,通过引入颗粒接触强度的统计分布模型建立砂岩的本构理论,可以更好地从细观角度理解砂岩的变形发展。由于前期研究中的统计分布模型多是基于经验而提出的,没有统计学基础。严格的数理统计理论发现,砂岩内部颗粒接触强度符合Maxwell统计分布模型。结合岩石统计损伤理论,构建一种新的砂岩本构模型。该模型将微观颗粒之间胶结键的数量和强度视为影响砂岩宏观强度的主要因素,当断裂破坏的胶结键达到一定数量即可表现为宏观上的整体破坏。利用室内三轴压缩试验,对不同围压作用下砂岩的应力-应变特征进行试验研究,验证所推导的模型的适用性。研究结果表明:该本构模型能很好地反映应变发展的各个阶段,且本构模型参数具有实际的物理意义。从宏观层面,模型所引入的参数反映了岩石的宏观强度和延展性,其中,表示胶结键方向性的参数随围压的增大而线性减小,反映砂岩能量密度的参数随围压的增大呈现抛物线型增大。对岩石损伤与围压的关系的研究表明,围压的增大能有效抑制损伤的发展。 展开更多

关键词 砂岩 本构模型 Maxwell统计分布 强度 损伤

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冻融循环作用下危岩体滑移破坏数值优化分析 被引量：1

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作者 舒佳军 邓正定 +2 位作者 黄晶柱 伍冰妮 张兴秋 《工程科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期59-69,共11页

冻融循环作用是寒区危岩体崩塌失稳的主要诱因,对寒区危岩体滑移破坏的孕灾因素进行数值优化分析尤为重要。首先,基于极限平衡理论,考虑危岩体贯通段结构面冻胀力、未贯通段岩石黏聚力劣化及冻结深度演化,建立冻融循环作用下滑移式危岩... 冻融循环作用是寒区危岩体崩塌失稳的主要诱因,对寒区危岩体滑移破坏的孕灾因素进行数值优化分析尤为重要。首先,基于极限平衡理论,考虑危岩体贯通段结构面冻胀力、未贯通段岩石黏聚力劣化及冻结深度演化,建立冻融循环作用下滑移式危岩体稳定性分析模型;其次,基于岩石冻胀理论,考虑冻结过程中水分迁移推导得到贯通段冻胀力计算方法;再次,将岩石细观孔隙抽象为无数圆形孔洞,根据圆孔扩张理论和莫尔–库伦屈服准则分析孔隙冻胀破坏过程,构建冻融循环作用下未贯通段岩石黏聚力细观劣化模型;最后,通过改进Stephan经验公式得到未贯通段岩石冻结深度随冻融循环次数演化的计算方法。结合工程算例分析各敏感参数对危岩体稳定性的影响发现:滑移式危岩体稳定性随冻融循环次数的增加呈先快后缓的下降趋势;危岩体稳定性系数与冻结温度呈正相关,相同冻结温度下,危岩体稳定性系数的下降随冻融循环次数增加出现明显的边际递减效应;危岩体稳定性系数与岩屑流失比呈负相关,且岩屑流失比会同时改变稳定性劣化趋势和劣化程度,控制岩屑流失比有利于寒区危岩体的长期稳定性。 展开更多

关键词 冻融循环 极限平衡 冻胀力 细观劣化 冻结深度 岩屑流失

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