关键词： 燃料电池   多场耦合   温度控制策略   模糊PID控制  

摘要： 温度控制是实现燃料电池发动机快速响应、降低能耗与安全运行的保障,而电堆内部热量场与电化学场、流场相互影响,其耦合特性是温度控制的关键。以某中型燃料电池卡车为研究对象,构建“热-电-流”多场耦合模型,通过参数分析确立温度控制关键因素,设计模糊PID温度控制器,并通过多变工况验证控制效果。结果表明,通过所构建的模型能全面分析温度控制关键参数,所提出的控制器能有效提高响应速度,降低散热风扇转速和输出电压超调量,在设置的测试工况与NEDC工况下,温度的超调量分别降低了19.1%与1.64%。可为燃料电池发动机设计与控制提供基础,进一步推动大功率燃料电池的车载应用。

关键词： 可更换连梁   剪力墙结构   抗震韧性   耗能性能   有限元分析  

摘要： 对一种新型可更换粘弹性复合连梁阻尼器(VCD)在剪力墙结构耗能减震中的应用进行了研究,建立了其有限元等效简化模型,在此基础上探讨了采用该可更换连梁阻尼器后剪力墙结构在风、多遇、设防和罕遇地震等多种水平激励下的抗震性能。结果表明:剪力墙结构采用VCD可更换连梁阻尼器后,其顶点加速度、基底剪力等关键指标均有很大幅度的降低,耗能情况变优,结构抗震性能变好,实现高层结构的多目标控制。并且该连梁阻尼器在强震后易于更换,经济性强,可实现高层结构震后的快速修复,应用前景广阔。

关键词： 异形板   桩基托换   地铁   桥梁   盾构下穿   有限元  

摘要： 随着地铁建设的迅速发展,不可避免的穿越既有城市立交桥,对其沉降及受力状态产生重大影响。依托石家庄地铁2号线下穿建和桥桩基托换工程,利用有限元软件,建立三维有限元模型,实现了桩基托换全过程模拟,通过数值计算得出了沉降变化规律,并与现场实际数据进行了对比分析。沉降结果表明,建和桥南桥托换部位沉降较大,应加强此区域位置的监控。通过分析桥面异形板及桩基应力历史,得出:桥面异形板在施工过程中应力变化主要集中在断桩施工阶段;原始桩基在托换施工全过程中,受力表现出先减小后增大的变化规律,新建桩基有效应力呈现出持续增长的现象;断桩施工将原始桩基受力有效转移至新建桩基,盾构施工对各结构应力状态影响较小。

关键词： 临时转体墩   转体系统   体外预应力   有限元分析   转体球铰  

摘要： 目的为减少大跨径桥梁施工对既有公路、铁路线运营的影响,达到缩短工期,节约成本的目的,提出一种临时墩体外转体法。方法利用Midas Fea软件建立转体球铰有限元模型,分析在匀速转动阶段、加速转动阶段和不平衡荷载下转体系统局部应力及位移。结果在匀速转动阶段,上、下球铰最大应力分别为39.79 MPa、49.34 MPa,满足强度要求;加速转动阶段,角加速度超过0.711 rad/s^(2)时,球铰最大应力超过设计值,角加速度超过0.716 rad/s^(2)时,球铰最大剪切应力超过设计值;在不平衡荷载作用下,转体球铰强度均满足设计要求,球铰边缘各点最大高差均小于加工规定限值。结论临时墩体外转体法可实现在最大偏心距下进行转体,施工完成后,球铰仍满足质量标准,可回收利用。

关键词： 钢结构桥梁   有限元   时程分析法   动态分析   地震波  

摘要： 分析结构的地震动反应是进行结构抗震设计的基础。本文对威海某复杂钢框架桥梁结构在不同地震荷载作用下的动力响应进行了有限元分析。为更加清楚地分析结构的地震动反应及破坏机理,提高桥梁结构的抗震性能,本文采用时程分析法,按要求选用了1条人工模拟地震波和2条天然地震波作为地震动输入。在动态分析的基础上,分别计算该桥梁的最大应力和最大挠度。研究发现:在地震作用下,支撑体系及其端部两柱之间的梁是钢结构桥梁的关键构件;结构的最大位移位于钢结构桥端部的悬挑梁处。数值计算结果表明:该钢框架桥分别在X轴方向和Y轴方向输入地震波时,其动态响应不同,但该结构在地震作用下是安全的。

关键词： 吸力锚基础   扭矩荷载   承载特性   有限元  

摘要： 文章对粘土中的吸力锚基础承受水平与扭矩组合荷载、垂直与扭矩组合荷载的性能展开了研究。首先通过数值模拟试验,验证了有限元模型的合理性。基于有限元建立了长径比为1的吸力锚基础模型,研究了水平荷载、竖直荷载和扭矩荷载组合作用下的吸力锚基础承载特性。结果表明:在扭矩荷载的作用下,吸力锚基础的水平和竖直承载性能均显著降低,随着水平荷载作用点的下降,吸力锚抵抗扭矩荷载的能力呈现出先增大后减小的趋势;在水平-竖直-扭矩荷载三者组合作用的情况下,随着扭矩荷载的增大,吸力锚极限承载力的下降趋势显著增大,随着荷载方向与水平面夹角增大,吸力锚抵抗扭矩荷载的能力呈现增大趋势。

关键词： 波纹管   气动软体驱动器   三元模型   滑模控制   径向基函数神经网络  

摘要： 针对一款波纹管型气动软体驱动器,提出了一种基于改进三元模型的滑模控制方法,并使用RBF神经网络补偿扰动以实现该型驱动器在竖直方向上对期望轨迹的跟踪控制。首先搭建波纹管型气动软体驱动器实验平台,测试并分析该驱动器的动态特性,基于上述动态特性提出波纹管型气动软体驱动器的改进三元模型;然后利用采集到的实验数据,基于最小二乘算法对其进行参数辨识,从而获得所提模型的参数;进而结合改进三元模型设计滑模控制器,使用RBF神经网络对集总扰动进行补偿,并利用Lyapunov方法分析系统的稳定性;最后通过一系列实验验证了所提方法的有效性。

关键词： 激电测井   轴对称连续电性模型   异常电位   有限单元法  

摘要： 激电测井是将电极排列置于钻孔中进行探测的一种测井方法,由于电极排列接近目标体,使得观测的异常信号较强,能够较好地划分目标体的埋藏深度。为了提高激电测井正演精度和方便激电测井电极排列的优化设计,笔者研究了轴对称连续电性介质模型的激电测井曲线二维有限元数值模拟方法。首先在轴对称坐标系下推导了稳恒电流激励异常电位满足的边值问题和变分问题,然后,根据轴对称连续电性介质模型,推导了激电测井曲线二维有限元数值模拟的理论公式,并在此基础上编制了激电测井二维有限元模拟程序,可用于模拟二极、三极和四极观测装置的激电测井曲线。最后,通过模型算例检验了程序的正确性,并分析了不同网格单元剖分尺度对激电测井曲线形态特征的影响,以及不同观测装置、不同极距下测井曲线的响应特征。研究为激电测井的电极排列设计提供了有利的辅助工具。

关键词： 流塑状粉质黏土   固结排水   换填沙袋地基   沉井   有限元分析   排水效率  

摘要： 为了探究一种加快沉井地基土体固结排水效率的施工方法及其对沉井结构受力安全性影响,基于南京长江河段某过江通道悬索桥锚碇大型沉井基础,开展实测和数值模拟分析,研究换填沙袋处理配合沉井对角浇筑方法在流塑状粉质黏土地基基础施工过程中的影响。结果表明:在沉井井壁和隔墙底部采取换填沙袋处理后,沉井浇筑和接高施工进度可不受粉质黏土排水固结过程控制,而主要取决于沉井结构混凝土强度的增长情况。换填沙袋地基处理可以提升固结排水效率,但容易出现地基不均匀现象,从而产生沉井结构受力安全性问题。

关键词： 风电机组   基础环式基础   有限元分析   混凝土环梁   围压   扩容  

摘要： 针对老旧风机基础难以承担上部结构技改增效后的增幅荷载的难题,深入研究了改造后基础的薄弱部分,确立了基础改造效果的评价指标。同时以湖南某风场老旧基础环式风机基础为研究对象,对其扩容升级改造进行可行性研究,提出了一种环梁抱箍,并在环梁区域处施加围压的复合方案。通过数值分析研究不同围压参数对扩容风机基础的力学性能影响,得出围压参数最优组合并进一步对环梁尺寸进行优化设计。分析结果表明,环梁-围压复合基础扩容升级方案使得塔筒侧壁与基础混凝土的接触面积增大,从而增强了二者之间的相互作用,有效缓解了基础环底部的受力情况。同时,该方案还减少了基础环的位移量,增强了钢混结构的协同运动,使得基础能够承担更大的上部荷载,进而支撑此次扩容升级改造的完成。