基于模态应变能原理的简支钢梁损伤识别研究

为解决目前多数梁式结构的损伤识别方法精度不足,且缺少模型试验对数值模拟结果进行验证等问题,利用模态应变能原理,运用数值分析和试验研究的方法对简支工字形钢梁的损伤识别进行研究。研究结果表明:模态应变能法可识别出简支梁内部的损伤;与通过固有频率变化的损伤识别相比,模态应变能法在梁损伤位置及损伤程度识别方面具有明显优势。     

结构动力分析的实验应变模态法

推导了悬臂梁结构应变振型和应变频响函数的表达式，并用试验方法得于了结构的应变模态和位移模态。研究结果表明，根据应变频响函数矩阵的１列，可以识别出结构的应变模态参数；而根据其１行，则可以识别出位移模态参数。比较了根据应变频响函数和加速度频响函数识别出的位移模态、结构固有频率和阻尼参数的一致性，并进一步讨论了应变频响函数的特点及应变模态分析的优点。     

混凝土局部破损梁损伤诊断的振动检测方法

为对钢筋混凝土梁进行动力破损评估，建立了钢筋混凝土梁的分离式有限元模型，推导了四节点矩形粘结单元的刚度矩阵。采用该模型计算了健康和局部破损梁的振动特性参数，计算结果与实际测试结果相吻合；计算及实际测试结果均表明。固有频率是进行钢筋混凝土梁损伤定性辨识的重要指标；曲率模态振型和应变模态振型对于钢筋混凝土梁的局部损伤较位移模态振型敏感。基于曲率模态振型和应变模态振型可以进行钢筋混凝土梁的局部损伤诊断。     

基于应变能和隶属度的结构损伤识别研究

为了解决测量噪声等引起的损伤识别结果不确定问题,提出了一种基于模态应变能和隶属度的损伤识别方法.首先描述了云模型的基本理论及其数字特征;然后给出了基于模态应变能的计算公式及其损伤指标,即模态应变能耗散率指标和模态应变能等效指标,并将两种指标作为云模型的相关参数;最后对逆向云发生器和云模型数字特征估计值进行了分析,并基于隶属度函数等量优化原则提出了一种应变能隶属云损伤识别方法,并利用了Udwadia方法来模拟产生随机试验测量数据,采用了多次测量产生的不确定数据进行了损伤识别研究.数值算例结果表明,提出的应变能隶属云方法可以较好地处理测量噪声引起的不确定问题,其对含噪数据的识别结果明显优于单纯的模态应变能耗散率指标和模态应变能等效指标.     

钢筋混凝土结构锈蚀损伤定位

对钢筋混凝土结构锈蚀损伤定位进行了研究,以频率变化平方比作为锈蚀损伤参数,从理论上证明该参数是锈蚀损伤位置的函数。锈蚀钢筋混凝土结构试验结果表明预测的损伤位置和实际的损伤位置较一致,模态参数用于检测混凝土结构构件中的损伤,为大型结构的鉴定和评估提供了新的途径。     

基于动态测量数据损伤定位识别的比较研究

动态测量数据经模态分析可得到结构动态参数,通过结构动态参数的变化能识别土木工程结构中的损伤.利用模态柔度、曲率模态和模态柔度曲率3种损伤定位识别方法的基本原理,以模态柔度差、曲率模态差和模态柔度曲率差为识别参数对简支梁结构损伤定位进行了数值模拟的对比分析.结果表明,当结构单处损伤时,3种参数均能有效识别损伤位置,当结构多处损伤时,曲率模态差和模态柔度曲率差比模态柔度差具有更好的识别精度.     

自由梁的位移、应变和声模态分析

目的针对目前常见的模态测试方法开展试验模态分析,从而给出各种测试方法的最优使用场所。方法以金属自由梁为研究对象,通过试验模态分析,得到了其位移、应变和声模态的频率、阻尼比和振型等模态参数,对比各模态测试方法的结果,并就各模态测试方法的特点开展对比分析。结果位移模态所测模态频率明显比应变模态和声模态的小,可见传感器的质量对所测自由梁位移模态的模态频率有较大影响,应变模态影响较小,声模态为非接触式测量,故无影响,且在相同的试验条件下,更容易得到高阶模态。结论应变模态试验在获取模态振型的基础上,也可进行各测试点应变大小的测量和计算。     

粘钢加固钢筋混凝土轴心受压构件中粘钢利用程度及承载力研究

在粘钢加固的钢筋混凝土结构轴心受压柱中，粘钢的利用程度和承载力与初始加载大小、粘钢种类以及混凝土强度等级有关，本文根据我国《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)中假定的混凝土应力-应变关系和极限应变值，推导了粘钢能被充分利用的界限条件，并且提出了粘钢加固钢筋混凝土轴心受压柱承载力计算公式．     

基于深度信念网络的风机叶片结构损伤识别研究

【目的】解决由于模态参数辨别的不确定性,以及虚假模态干扰造成的风机叶片结构损伤识别精度不高的问题.【方法】采用以深度信念网络提取的模态参数特征向量作为标识量的损伤检测方法.首先分别获取ANSYS仿真和实验条件下风机叶片的模态参数;然后利用深度信念网络提取模态参数特征向量作为损伤标识量,检测多种工况下的风机叶片损伤,并与传统BP神经网络方法进行对比;最后搭建实验平台,在实验条件下验证方法的有效性.【结果】基于深度信念网络的损伤识别方法相比传统BP神经网络精度更高,网络训练时间更长.【结论】将深度信念网络提取的模态参数特征向量作为BP神经网络训练的输入向量,可以减小噪声和虚假模态信息等因素对损伤识别结果的影响,提高损伤识别的精度.     

混凝土受压性能的非均质细观数值模拟

将混凝土看作是由骨料、砂浆及它们之间的界面组成的三相复合材料,在细观层次上建立了非均质混凝土棱柱体试件的随机骨料模型,分别赋予细观单元弹脆性损伤本构关系或弹塑性本构关系,研究了采用不同本构关系的混凝土棱柱体试件在单轴压缩荷载作用下的细观损伤演化过程,获得了相应的混凝土单轴受压宏观应力-应变曲线,并将计算结果与试验结果做了比较.结果表明:混凝土试件的破坏是由于细观损伤的积累导致的;非均质模型计算所得的宏观应力-应变曲线上升段与试验结果吻合相对较好,弹塑性本构模型计算所得的曲线下降段比弹脆性模型更接近于试验曲线.     

航空铝合金7050-T7451高速切削加工中流动应力模型

通过对分离式Hopkinson压杆进行高温动态压缩实验,得到在冲击压缩中材料航空铝合金7050-T7451在室温到高温550℃的应变、应变率与应力间的数据依赖关系.利用高速切削实验及有限元模拟相结合对该数据关系进行修正以适合高速切削加工的"高温"、"高应变率"及"大应变"状态.选择综合考虑温度软化效应,应变强化和应变率强化效应的经验Johnson-Cook模型,对其数据关系进行量化的描述,并确定铝合金7050-T7451流动应力本构模型中材料常数的值,最后建立了铝合金7050-T7451的本构模型.以实验和模拟中输出主切削力为比较指标,验证了所建模型的正确性.     

受剪薄木板在变载下的挠度

通过蠕变实验资料的计算。预测木材在变载作用下,粘弹性应变的变化规律。研究中采用了广义开尔文体模型,总应变可由每个时刻应变增量的总和计算出来。结果表明:模型常数以及在变载作用下的实测挠度值和模型的理论值有较高的拟合度。     

高温冻土融化固结的水热力耦合模型构建

依据比奥(Biot)固结理论,应用总拉格朗日(Total Lagrangian)方法建立考虑大变形的应力场控制方程;引入应力-温度耦合损伤模型作为冻结状态下的高温冻土本构模型,以未冻水含量为耦合节点建立水热力耦合模型;通过冻结粉质黏土的升温三轴压缩试验验证模型的有效性,分析水热力耦合模型与应用小应变假设的模型的差异。结果表明:水热力耦合模型经过引入高温冻土应力-温度耦合损伤本构模型,冻结状态初始融化阶段预测结果与试验曲线较吻合。在变形加速至缓慢变形过渡阶段(1.5~2.5 h),模拟结果与试验曲线存在一定差异,但整体可有效预测高温冻结粉质黏土的融化固结过程。考虑大应变状态的水热力耦合模型,对融化变形的预测精度优于应用小应变假设的模型。根据模拟结果,分析水热力三场的相互作用关系、冻土融化固结过程,高温冻土外部升温状态下,边缘融化部分形成排水通道,加速上部土体水分排出。     

Generation of recombinant rabies virus ERA strain applied to virus tracking in cell infection

The mechanism of rabies virus(RABV) infection still needs to be further characterized. RABV particle with self-fluorescent is a powerful viral model to visualize the viral infection process in cells. Herein, based on a reverse genetic system of the Evelyn-Rokitnicki-Abelseth(rERA) strain, we generated a recombinant RABV rERA-N/mCherry strain that stably expresses an additional ERA nucleoprotein that fuses with the red fluorescent protein mCherry(N/mCherry). The rERA-N/mCherry strain retained growth property similar to the parent strain r ERA in vitro. The N/mCherry expression showed genetic stability during passage into mouse neuroblastoma(NA) cells and did not change the virulence of the vector. The rERA-N/mCherry strain was then utilized as a visual viral model to study the RABV-cell binding and internalization. We directly observed the red self-fluorescence of r ERA-N/mCherry particles binding to the cell surface, and further co-localizing with clathrin in the early stage of infection in NA cells by fluorescence microscopy. Our results showed that the rERA-N/mCherry strain uses clathrin-dependent endocytosis to enter cells, which is consistent with the well-known mechanism of RABV invasion. The recombinant RABV rERA-N/mCherry thus appears to have the potential to be an effective viral model to further explore the fundamental molecular mechanism of rabies neuropathogenesis.     

断层作用下海底管道应变的改进解析分析方法

活动断层是海底管道的主要地质灾害威胁之一,断层作用下管道会产生过量的轴向变形而失效。提出一种改进的走滑断层作用下海底管道应变解析分析方法:根据线性强化模型考虑了管材的非线性本构关系,通过理想弹塑性本构的非线性土弹簧模型准确计算土壤非线性约束对管道结构响应的影响,由管道受力微分控制方程推导得到管道内轴向应变的解析结果,并给出管道伸长量的显示表达式。最终基于平衡方程和迭代计算,可以精确计算管道应力应变。对比有限元计算结果,改进后的管道应变解析分析方法较现有的推荐方法(Newmark法)计算精度更高。     

拮抗甜瓜枯萎病链霉菌D2菌株发酵条件的优化

[目的]优化甜瓜枯萎病拮抗链霉菌D2菌株的发酵条件,为该菌发酵方法的建立及工业化生产提供科学依据.[方法]以D2菌株有效活菌数为考察指标,玉米粉含量、豆饼粉含量、pH、摇床转速、接种量和温度为影响因素,利用响应面法对D2菌株的发酵条件进行优化.[结果]豆饼粉含量、玉米粉含量和温度对D2菌株有效活菌数有显著影响(P<0.05).D2菌株有效活菌数回归模型为:Y=8.28757+0.12344X1+0.21477X2+0.06184X3-0.05929X12-0.09817X22-0.14942X32(式中,Y为有效活菌数对数,X1、X2和X3分别为玉米粉含量、豆饼粉含量和温度的编码值),理论有效活菌数为2.99×108 CFU/mL.D2菌株最优发酵条件为:玉米粉含量39.08 g/L、豆饼粉含量39.19 g/L、培养温度37.4℃,在此条件下D2菌株有效活菌数为3.01×108 CFU/mL,与理论值接近,但极显著高于未经优化采用培养基Ⅱ得到的有效活菌数(1.0×106 CFU/mL)(P<0.01).[结论]采用响应面法优化得到的D2菌株发酵条件可有效提高该菌株有效活菌数,且回归模型推算出的理论活菌数与优化条件发酵的有效活菌数接近,可用于指导D2菌株的实际规模化生产.     

强化复合地板刚度预测

应用复合材料经典层合板理论,分析了强化复合地板刚度计算,并使用电阻应变片测得试件在受轴向拉伸或纯弯曲载荷时,其上、下表面的应变ε_x和ε_y,从而对柔度系数的实验值和预测值,正则化柔度系数与弹性常数进行了验证。结果表明,预测值与实验值相对误差较小,建立的强化复合地板刚度计算模型能较好地符合实际情况。图1表5参8     

群体感应机制在生防细菌筛选中的应用

根据群体感应机制,利用PCR技术,摸索出一套能够高效筛选生防细菌的方法。利用这一方法,从土壤中分离的1 399株细菌中筛出42株,占总分离株的3%,PDA培养基平板拮抗试验发现,其中有39株对香蕉尖孢镰刀菌有抑菌效果,占总筛选株数的95.2%。抑菌效果最好的分离株DFL059在田间试验中对香蕉枯萎病有较强的生防效果。     

Structural control of flank volcanism in continental rifts

Many volcanoes emerge from the flank (footwall) of normal faults in continental rift zones. Because such locations are commonly topographically high and exhibit minor compressional structures, the association is enigmatic. A simple flexing plate model shows that deformation of a flexurally supported upper crust during normal faulting generates a dilational strain field in the footwall at the base of the crust. This strain field allows cracking and tapping of preexisting melt.