基于机器学习的中小跨径公路梁桥抗震设计评价方法研究

为了探究机器学习方法在桥梁抗震中实现的基本思路,简要回顾了桥梁抗震分析理论与技术的发展和现状,综述了机器学习的应用领域,特别是在土木工程领域中的应用现状。介绍了机器学习的概念,总结了其关键因素和搭载平台,通过简单实例说明了机器学习的常用方法和代表算法。首先,总结了我国公路中小跨径桥梁多采用简支梁和连续梁的梁桥形式,同时统计了汶川地震中该类桥型的震害现象,包括桥墩、支座和挡块、桥台根据震害现象的破坏等级划分。其次,总结了国内外学者针对支座和挡块、桥墩、桥台开展的一系列抗震性能试验研究,回归出用于抗震分析的本构关系,进而得到桥梁各构件(包括基础)的抗震设计因素。最后,阐述了机器学习方法辅助该类桥梁抗震设计和评价中实现的总体思路,说明面向桥梁抗震任务的机器学习主要有两方面的工作:第一项是收集数量可观的桥梁设计资料,建立数据集;第二项是数据挖掘,包括对原始数据的处理,调试或开发合理的机器学习算法模型,并简要探讨了现有基于性能的概率抗震设计和评价方法对我国桥梁进行分析时存在的不足。在此基础上,指出下一步工作,展望桥梁抗震分析技术的未来发展方向——基于人工智能的桥梁抗震研究,并倡导学科之间的相互融合及专业人员之间的相互交流。     

重度间歇性低氧对大鼠认知功能及海马超微结构的影响

目的通过模拟阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(OSAHS)的发病特征,建立大鼠间歇性低氧(IH)模型,观察重度间歇低氧(50mL/L)条件下不同暴露时间对大鼠学习记忆功能的影响和海马CA1区超微结构的改变。方法成年雄性Wistar大鼠48只分为对照(UC)组和50mL/L间歇性低氧(50mL/L IH)组。UC组放入舱内仅给予压缩空气,50mL/L IH组大鼠每日放入自制低氧舱内予间歇低氧暴露8h,分别干预2、4、6、8周。采用Morris水迷宫检测各组大鼠学习记忆功能,电镜观察海马区神经细胞超微结构。结果与UC组比较,50mL/L IH组中随低氧时间延长,神经细胞核、线粒体、粗面内质网、突触等超微结构损伤明显,水迷宫检测动物逃避潜伏期时间随缺氧时间增加而延长[从2周(49.17±8.87)s到8周的(68.42±7.91)s],均长于UC组[2周和8周分别为(25.66±2.97)s,(25.29±3.07)s];50mL/L IH组的穿台次数也随缺氧时间增加而减少(从2周7.68±1.6到8周的2.87±0.92),均少于UC组(2周和8周分别为11.57±2.18,10.65±1.26)。结论间歇性低氧可造成认知功能障碍,与海马区神经细胞超微结构损伤有关。     

支座布置及荷载形式对匝道桥受力特性的影响分析

总结了近些年来发生的匝道桥病害案例及其诱因,以石家庄市立交环线工程中的某一匝道桥为例,采用SAP2000建立有限元分析模型,分析不同支座布置形式及荷载形式对匝道桥支座内力、主梁弯矩和桥墩内力的影响,并讨论其可能的病害。基于分析结果提出设计建议,以供类似工程设计提供依据。     

高速公路车辆防追尾碰撞系统的设计与控制研究

针对汽车追尾碰撞事故频发和事故中驾乘人员头颈部易受损伤等问题,利用激光雷达测距和机电控制相结合的技术,提出了一种车辆防追尾碰撞系统,对高位制动灯和主动式头枕进行控制。首先利用激光雷达和本车状态信息对行车环境进行预测;接着对后车分液压和气压两种制动形式进行行车安全车距的分析,推导出临界安全车距的计算公式;最后通过AT89C51单片机系统预设的程序,将实际行车间距与临界安全车距进行比较,并据此控制高位制动灯的开闭和主动式头枕控制系统的执行。所提出的方法有较好的工程实用性。     

关于专项柴油供应运输运费最优方案的研究

通过数学模型计算出专项柴油供应的多种发站和到站组合运输路径中的最佳组合,目标为得到总运费最优方案,降低运输成本,并检验了结果的合理性和可行性。     

设置速度锁定支座的大跨桥梁结构的抗震性能研究

为了研究速度锁定支座对大跨桥梁结构的减震作用,以黄河特大桥为依托工程,建立了主桥及引桥的三维动力有限元模型,并对设置速度锁定摩擦摆支座后的桥梁结构进行抗震性能分析,以研究该支座的减震效果。分析结果表明,设置速度锁定摩擦摆支座后,主桥活动墩可有效分担固定墩的内力,而速度锁定摩擦摆支座也对支座位移有较好的控制作用;再者,相对大震作用,速度锁定摩擦摆支座在中震作用时的更为有效。由分析可知,本桥使用的速度锁定摩擦摆支座的减震性能良好,类似的,在大型桥梁结构上设置速度锁定摩擦摆支座,可有效提高桥梁结构的抗震性能。     

不同边界约束对橡胶支座受力性能影响研究

橡胶支座是连接桥梁上下部结构的重要构件,其力学性能对上下部结构地震响应有重要影响,但其力学性能会因安装时采用的锚固边界条件的不同而存在差异。为研究不同边界约束对橡胶支座受力性能的影响,利用有限元软件建立了顶底面锚固、顶面锚固和顶底面均不锚固(无锚固)3种不同边界约束的精细化橡胶支座有限元模型,并通过试验及理论计算验证了所建有限元模型的合理性。随后对具有不同边界约束的支座有限元模型施加竖向力及剪切变形,对比分析了不同边界约束对支座内部应力分布、应力响应值变化等力学性能的影响。结果表明,随剪切变形的增加,支座因受压面积减小而导致内部峰值压应力逐渐增加,不同边界约束下支座的内部峰值压应力增加幅值相差明显,其中采用顶底面锚固的支座增加幅值最大,无锚固边界支座增加幅值最小;在剪切变形作用下,对橡胶支座采取锚固措施会增加支座内部应力响应值,相同水平荷载下,顶底面锚固支座比无锚固支座更易发生橡胶层与钢板间的剥离、撕裂破坏,而且采取顶底面锚固边界约束会增大桥梁结构下部地震力,不利于结构抗震;对于采用无锚固边界约束的支座,随剪切变形的增加,其刚度退化明显,在设计时应考虑因支座支承面处卷曲而造成的有效剪切面减小的影响。     

空调压缩机气缸滑片的失效分析

某压缩机气缸滑片在制造阶段末期发生断裂失效,为寻找并分析断裂失效原因及提出解决措施,对失效的滑片进行了宏观形貌、微观组织、微区成分、金相组织、化学成分、硬度以及尺寸测量等分析。结果表明,压缩机气缸滑片的材质成分含量、氮化处理的硬度均符合要求;铣槽圆角小于设计值造成应力集中,热处理导致裂纹萌生和恶化扩展,以至于在经过氮化后,裂纹处的氧化物和氮化物增多;另外材料的夹杂物D类2.0细系含量偏高。为了得到好的产品质量,建议改进热处理工艺,提高铣槽加工的精度,改善圆角加工质量,减少应力集中;同时建议在选材要求中,增加对材料夹杂物进行控制的指标,提升产品本身韧性。     

基于局部特性的月球撞击坑边缘处理方法研究

针对月球撞击坑边缘检测的问题,主要研究了基于局部统计特性的各向Sobel算子的撞击坑边缘检测方法。依据撞击坑图像模型的特点,采用属性形态学方法消除噪声对边缘的干扰,并提出针对局部弱边界保留和伪边界消除的多向Sobel算子的权重调整方法,使撞击坑边缘依局部分布特性而自适应加强,较好地保持了撞击坑边缘重要细节和特征。     

多种测试方法对车用塑料粒子气味特性的研究

汽车车内使用到大量塑料作为装饰材料，塑料的气味特性直接影响整车的气味特征。测试的四种材料中，定制的低气味配方具有较好的气味特性；使用FID测试气体的总挥发物无法直接反映待测塑料样品的气味差异，也无法对塑料样品的气味进行很好的管控；使用GC-MS可以对塑料的挥发物进行分离、定性和定量，但是由于设备特征，测试的主要物质为烷烃，无法有效地溯源和指导整改；GC-IMS可以屏蔽气体中的烷烃类物质，对更低气味阈值的组分有更好的响应，通过可视化图谱可以很好地反馈产品间气味物质的差异，检测到的气味物质结果可以帮助企业进行有效整改；气味问题是复杂的多维度问题，目前使用一种测试手段去解决还比较困难，需要借助多种测试方法相互配合去解决气味问题。