系杆拱桥稳定性分析

研究各种设计工况下的系杆拱桥的稳定性，以一座混凝土系杆拱桥为例，依据结构弹性屈曲理论，求解了系杆拱桥的主要屈曲模态，分析了横撑设置位置及设置形式对稳定性的影响，分析了系杆拱桥施工阶段和运营阶段静力稳定性的最不利荷载工况并求解了稳定特征值，采用一阶模态下附加初始缺陷的非线性分析方法求解了地震工况下的稳定性。分析结果表明：拱肋横桥向屈曲为系杆拱桥的主要失稳模态，屈曲时横向最大位移点在拱肋结构的等分点处；横撑形式及布设位置对横向稳定性的提高有显著作用，“一”字撑、“K”字撑、“米”字撑提高作用依次提升；系杆脱架阶段为施工阶段失稳的最不利工况，对称满跨布载为运营阶段失稳的最不利工况；E1、E2地震工况下屈曲特征值较恒载作用下分别降低了7.4%、13.3%,在高震区的动力稳定性应引起重视。     

新型拉索—单层柱面网壳结构屈曲荷载分析

新型拉索-单层柱面网壳结构是一种新型预应力空间结构.利用有限元分析软件AN-SYS建立该新型结构的组合有限元模型,进行特征值屈曲分析和考虑初始缺陷的非线性屈曲分析,较系统地研究了在不同的矢跨比、跨度、预应力、索断面面积、撑杆长度等因素下结构屈曲荷载的变化规律,结果显示这种新型预应力网壳结构比单层柱面网壳结构的稳定承载力有较大程度的提高.     

分布式光纤声波传感技术研究进展

分布式光纤声波传感技术可以实现动态应变的长距离、分布式、实时定量检测,在重要场所和重大基础设施的安防监测、大型结构的健康监测、油气资源勘探等领域有广阔的应用前景.该文在对分布式光纤声波传感技术的发展历程和研究进展进行回顾和评述的基础上,重点介绍其课题组在基于相位敏感光时域反射仪的分布式光纤声波传感技术取得的研究进展,包括信号的高保真获取、参数指标提升和工程应用研究3个方面.     

光纤地震仪研究进展

光纤地震仪的传感部分和信号传输链路无电子器件，具有环境适应性强、分布式组网观测等优势，有望为深井、海底、火山等极端环境高密度地震观测提供新的技术手段。然而，现有光纤地震仪在拾振结构设计、系统传递函数研究、噪声水平抑制、频带拓宽等方面仍然存在挑战。本文根据不同的传感结构，分别综述了加速度型、位移型、应变型、旋转型四种光纤地震仪的基本原理、面临的问题以及国际上的典型案例，探讨了各种光纤地震仪的优缺点，并在此基础上对光纤地震仪的发展前景进行了展望。     

分布式光纤传感技术综述

分布式光纤传感技术是光纤传感领域的重要组成部分,传感光纤集传感与传输于一体,可实现远距离、大范围的传感与组网;可连续感知光纤传输路径上每一点的温度、应变、振动等物理参量的空间分布和变化信息,单根光纤上能获得多达数万点的传感信息。本文介绍了分布式光纤传感技术的国内外进展,重点阐述了基于瑞利后向散射和干涉式的分布式传感各自的技术优缺点。     

基于大规模光栅阵列光纤的分布式传感技术及应用综述

光纤布拉格光栅传感技术因其具有高灵敏度、抗电磁干扰、体积小及易复用等特性而广泛应用于恶劣环境的温度、应变及振动等物理量检测。基于在线光纤拉丝塔的大规模光栅阵列光纤制备方法的实现,突破了传统光纤光栅分布式传感技术受限于机械强度和制备工艺复杂的限制,大大拓展了其在分布式传感领域的应用。本文系统地介绍了大规模光栅阵列光纤的制备、分布式解调方法与应用进展,从大规模光栅阵列光纤的在线制备技术,以及基于该阵列光纤的分布式传感解调技术,包括准静态波长解调技术、高速波长解调技术以及增强型动态相位解调技术等,特别关注解调速度、空间分辨率、复用容量等关键技术及传感性能。同时还介绍了基于大规模光栅阵列光纤的应用包括温度、应变分布式的准静态应用领域,以及振动分布式的相位动态应用领域等,包括大型建筑、机械、航空航天、石油化工等诸多领域的安全监测、故障诊断等工程应用方面。     

湿热条件下碳纳米管的后屈曲分析

基于连续介质力学和结构稳定性理论,考虑温度、相对湿度以及碳纳米管与基底间的初始距离等因素,对碳纳米管在轴向荷载与基底范德华力作用下的屈曲和后屈曲行为进行研究.采用欧拉梁模型,建立碳纳米管在湿热环境中的后屈曲控制方程,运用半解析法和伽辽金法对碳纳米管的后屈曲问题进行求解,确定碳纳米管在湿热环境中的后屈曲路径.结果表明,碳纳米管与基底间的范德华力随着相对湿度的增加而变大,进而影响碳纳米管的稳定性;在高温环境中碳纳米管的稳定性随温度升高而降低,在低温环境中碳纳米管的稳定性随温度升高而增强;碳纳米管的稳定性随径长比的增大而改善.     

新型微结构光纤分布式声波传感技术及应用

介绍了一种新型分布式微结构光纤及微结构光纤分布式声波传感技术.通过在普通通信光纤的纤芯采用精密光刻技术连续制备纵向微结构散射单元，形成一种新型分布式微结构光纤（distributed microstructure optical fber，DMOF）.基于这种DMOF研制的微结构光纤分布式声波传感系统（microstructure fber distributed acoustic sensor，MF-DAS），采用微结构光散射增强，MF-DAS传感信号的信噪比得到大幅提升；通过微结构光纤链路均衡，大幅度降低MF-DAS近远端传感信号差值；提出微结构光时域反射（microstructure opticaltime domain reflection，M-OTDR）时隙分插复用扩频，显著增大了分布式声波探测频响带宽.这种新型的MF-DAS系统具备高灵敏、大尺度、宽频响等优越性能，在地下及水下声波信息获取、重大基础设施内部损伤探测与外部侵害安全监测等领域具有十分广阔的应用前景.     

基于光频域反射和互相关算法的分布式振动传感系统

基于光纤中瑞利散射的特性，在光频域反射（optical frequency domain reflectometry，OFDR）系统中通过对信号进行互相关分析可以实现振动信号的分布式测量.在基于互相关算法的OFDR分布式光纤振动传感系统中，采用了重叠的移动窗对信号进行分段，并通过实验对比选取了合适的广义互相关算法的加权函数.实验表明，所提方法提高了系统的定位精度，降低了虚警率.系统的定位精度可达0.247 m，可测振动频率范围为5～50 kHz.     

具有侧向支撑的屈曲约束支撑整体稳定性分析

传统的屈曲约束支撑是由外包构件、内核构件及填充在两者之间的砂浆所组成,具有良好的耗能能力,但也存在在反复荷载作用下由于砂浆开裂而产生的刚度退化和承载力劣化等缺点,因此提出了一种新型屈曲约束支撑,即在内核构件和外包构件之间不再灌注砂浆,而是设置钢板侧向支撑,并建立基于欧拉屈曲理论的力学模型,采用解析法和ANSYS有限元方法进行了理论分析,对临界荷载、外包构件的刚度及侧向支撑的数量得到了解析公式,对在具体结构中的使用得到了相应的设计步骤.     

考虑桩周土摩阻力的细长桩压屈荷载

考虑了桩周土摩阻力和桩侧土线弹性横向约束,利用Timoshenko能量法原理,推导了具有不同桩顶和桩端约束条件的细长桩压屈临界荷载计算公式.并给出了具体算例,与其他文献相比较,该方法简单,易于实用.     

管道参与管架结构的整体计算和分析

现阶段我国工业系统的管架多采用基于结构的设计方法，未能将管道对结构整体的贡献考虑在内，不能科学反映管道与管架的协同工作．研究表明采用传统计算方法的结果与实际情况差别较大．为了能更好地反映管道与管架的协同工作，通过在同一计算模型中进行管架和管道的整体计算，并与传统计算结果进行比较，分析整体计算对管架结构的内力的影响，解决了管道与支架的相互作用以及温度管道与振动管道产生的荷栽，从而节约了工程造价．     

随机位移法在刚架稳定计算中的应用

将一种新的力学分析方法-随机位移法应用到刚架稳定问题的求解,以拓展其应用范围,先将结构离散为一个有限自由度系统;然后根据有限自由度系统平衡稳定性的能量准则和随机位移法的基本原理,建立符合能量准则的载荷函数,该函数不为零的最小值即为临界载荷,由此将稳定问题转化为无约束的多维优化问题;最后应用遗传算法求出相应于最优解的目标函数值,以实际算例为基础,对方法的可行性进行了讨论。     

带约束屈曲支撑的混合结构整体协同工作性能研究

针对混合结构中下部框架结构强弱轴方向的侧向刚度差别,对约束屈曲支撑采用不同的布置方案.选择位移比和周期比作为该结构体系整体协同工作的参数,将考虑上部网架的混合结构体系整体协同工作性能进行罕遇地震下的时程分析.结果表明:双向布置的约束屈曲支撑能够明显改变位移比和周期比,提升结构体系的抗震性能,对混合结构整体协同工作性能贡献最大.     

横向随动分布载荷作用下悬臂梁的非线性弯曲

基于可伸长梁的大变形理论,建立了悬臂梁受垂直轴线均匀分布非保守载荷作用下的几何非线性静平衡控制方程.这是一个包含7个未知函数的强非线性常微分两点边值问题,其中将变形后的轴线弧长也作为基本未知量之一.采用打靶法和解析延拓法数值求解所得非线性边值问题,获得了数值意义上的精确解,给出了梁的非线性弯曲特征曲线.结果表明,非保守载荷作用下,载荷与各相关物理量呈现明显的非线性性,非保守载荷作用下的载荷变化范围比保守载荷作用下的要大得多.     

生物传热控制中逆向重构温度场的遗传优化

生物传热控制中逆向重构温度场的关键问题是要解决生物传热Pennes方程中热导率K、血液灌注率W_b等参数的估计.文中利用遗传算法提出了一种新的参数辨识方法,以实现逆向重构温度场,并给出了这一方法在热疗模型中的应用.     

利用点测量的分布参数系统状态重构

分布参数系统的状态在空间上连续分布,但因传感器个数有限,难以获取其全部状态. 对此,该文针对抛物线型分布参数系统,根据有限个传感器点的测量信息,提出一种重构系统全部状态的方法并证明其可行性. 仿真结果表明,该方法在已知系统模型但未知初始状态的情况下可取得很好的状态重构效果,而且与分布参数状态观测器相比,只需要离散的传感器信息就能获得对系统初期状态的更好重构.     

放大-转发OFDMA中继系统多业务资源分配方案

针对独立功率限制、放大–转发OFDMA中继系统的多业务资源分配问题,提出一种在满足实时用户要求前提下,非实时用户数据速率最大化的资源分配方案. 根据业务的不同将问题分解为实时和非实时用户的资源分配两个子问题. 对于实时用户的资源分配,利用Lagrange方法计算. 对于非实时用户的资源分配,每个子载波分配给信道条件最好的用户,针对功率分配提出两步功率分配方法. 首先按照总功率约束进行初始功率分配,然后对各子载波的功率进行调整以满足独立功率约束. 对于子载波分配提出一种低复杂度的子载波集合分配算法. 仿真结果表明,该方案在满足多业务用户要求的同时使系统性能得到优化,且计算复杂度低.     

基于分解的自适应差分进化识别光伏模型参数

为了快速、准确和可靠地识别不同环境条件下光伏模型参数,提出了一种基于分解的改进自适应差分进化（improved adaptive differential evolution with decomposition,IADE-D）算法。在IADE-D中,首先提出了一种未知参数分解技术来降低问题的维度,减少问题的复杂性。然后提出一种改进自适应差分进化算法用于求解分解后的未知参数。为了验证所提算法的有效性,将其用于一种基于单二极管的光伏面板模型参数识别。仿真结果表明,与现有先进算法相比,IADE-D算法在准确性和可靠性上更具有竞争力。因此,可以考虑将IADE-D作为一种有效的光伏模型参数识别方法。