雨水花园运行寿命分析与价值估算

雨水花园作为典型的低影响(LID)开发设施之一,在径流量削减和污染物净化方面起着重要作用.为探索雨水花园运行寿命和估算其功能价值,于2011年3月—2017年10月对西安理工大学校内3个雨水花园进行了16～40场不等的降雨监测.结果表明,雨水花园的径流量削减率和污染负荷削减率呈先增大后减小的趋势.结合污染负荷削减,提出了雨水花园"三阶段净化"概念—即净化增长期、净化稳定期和净化衰弱期,简称TSP概念,并绘制了P-F概念图.排水型和入渗型雨水花园各功能价值排序为:涵养水资源水质净化维持生物多样性调节气候提供美学景观;入渗型雨水花园综合价值和单位面积价值分别是排水雨水花园的4.16倍和4.84倍.     

基于临界面的多轴振动疲劳寿命预测

目的提出一种新的基于临界面正应力的高周多轴疲劳寿命预测方法。方法通过对主应力进行投影,得到各时刻下临界平面内的应力大小,利用雨流法计算不同临界面下的疲劳损伤,并通过权函数,得到主应力的角度期望值,进而预测结构的疲劳寿命。结果通过试验件进行仿真模拟,对底端作用两个方向PSD频率范围为8～200 Hz,大小为0.006、0.003、0.008 g~2/Hz的强制加速度激励得到多轴应力响应,以此计算4种工况下的随机加速度振动疲劳试验预测寿命,对比试验寿命误差基本处于2倍界以内。结论新的基于临界面正应力的疲劳寿命预测方法能有效预测多轴振动疲劳寿命。     

电气设备用铜材在含硫化氢环境下的腐蚀寿命预测

目的电气设备铜材因遭受含硫化氢环境腐蚀的影响,致使其性能下降,并给电气设备的安全运行埋下安全隐患。为保证电气设备在现场服役环境中的安全可靠性,需对铜材在该环境中的寿命进行预测。方法利用失重法研究电气设备用铜材在现场环境和室内外硫化氢加速环境下的腐蚀动力学规律,通过灰色关联度分析方法探讨两种环境条件下的关联性,并建立铜材在现场服役环境中的寿命预测模型。结果在现场和室内硫化氢环境下,铜材腐蚀动力规律遵循幂函数定律;两种环境的灰色关联系数为0.72,相关性良好;铜材的腐蚀寿命模型为T_(现场)=0.74T_(加速)~(2.16)。结论利用室内硫化氢加速腐蚀试验可以对电气设备用铜材在现场环境中的腐蚀状态和腐蚀寿命进行预测。     

岛礁油料装备的腐蚀特性及全寿命腐蚀控制策略

岛礁属于亚热带、热带海洋性气候,具有长期高温、高湿、高盐雾、高太阳辐射等环境特征,会加速保障装备的腐蚀进程,严重制约了装备的使用可靠性。针对该难题,文中对岛礁保障装备的工作环境特征、腐蚀失效现象以及腐蚀机理进行了系统的分析,提出了开展油料装备腐蚀故障数据收集和分析以及全寿命腐蚀控制是今后岛礁油料装备腐蚀防控领域的重点研究方向。最后针对装备腐蚀不同的机理特征,提出了油料装备全寿命腐蚀控制策略,为岛礁油料装备的腐蚀寿命预测、维修与保养提供技术支持和理论指导。     

某梁结构静动联合加载疲劳研究试验件设计与分析

目的解决工程结构在交变静载荷和动载荷联合作用下的疲劳寿命预估难题。方法拟设计一梁结构试验件,方便施加静力与动载荷,并具有合适的疲劳寿命,用于静动联合加载下疲劳寿命预估研究。并采用名义应力法计算出静载荷作用下结构的寿命,采用频域法计算动载荷单独作用下结构的寿命,再以线性损伤累积理论为基础,以载荷块为单位来计算静动载荷联合加载下的寿命。结果初步给出试验载荷,得到静动载荷联合加载下危险点的寿命为1225 s。试件在1 h之内失效,满足设计要求。结论通过该方法,可以用来校核试件的实际寿命,以设计试件。     

热声复合环境下薄壁锥壳结构响应计算与疲劳寿命预估

目的研究热声复合环境下薄壁锥壳结构的动力学响应与疲劳寿命。方法采用耦合的有限元/边界元法,完成不同热声载荷下的振动应力计算。基于改进的雨流计数法,对不同热声载荷下危险点位置及典型位置的疲劳寿命进行预估。结果屈曲前随温度的增加,薄壁锥壳结构的基频降低,屈曲后在一定温度范围内时,基频增加。薄壁锥壳结构的应力集中主要出现在孔边位置,基频在热声激励响应中起主导作用。低阶固有频率处存在较大峰值,高阶频带范围内的峰值较小,模态密度较高。结论在800～1000℃的温度载荷与强声载荷下,薄壁锥壳结构的疲劳寿命只能维持几个小时,所以在抗声疲劳结构设计中要考虑响应谱的频率结构,及注重结构孔边位置的结构设计。     

自动气象站非规范算法对风观测数据质量的影响

目的弄清非规范算法对风观测数据质量的影响程度。方法采用规范方法和二种非规范方法同时统计长期正常采集的风向风速数据,统计每月16位风向的极大风速及其对应的风向和时间、最大风速及其对应的风向和时间、2 min平均风速、10 min平均风速、含静风的风向频率等参数,并绘制相应参数的风玫瑰图,比较不同算法、相同参数的风玫瑰图,探讨算法间的误差。结果风速简单滑动平均法、风向矢量滑动平均法对16位风向上极大风速、最大风速、10 min平均风速的统计结果与规范方法很接近,而风向、风速简单滑动平均法对上述5种参数的统计结果与规范方法都有很大差异。结论自动气象站非规范算法会降低风观测数据质量,加强自动气象站供货商资质管理是提高气象观测数据质量的基本保障。     

中国城市机动车行驶工况研究

采用GPS及多普勒速度仪对中国8个不同规模城市的机动车行驶工况进行测试.基于大量测试结果,采用特征参数法合成测试城市机动车行驶工况,并分析了中国城市机动车行驶工况特征.结果表明,中国不同规模的城市表现出不同的机动车行驶特征.与欧美标准工况相比,在行驶模式分布、平均车速以及加/减速等方面均存在很大差异.     

九寨沟公路和栈道降雨径流污染负荷过程的研究

对九寨沟国家公园中的公路和游客栈道进行了人工降雨试验的设计、操作和测试数据分析.模拟试验选择6处公路和栈道试验区,采用人工降雨方法模拟雨量出现概率60%、历时30 min的降雨.试验按3 min间隔对各试验场降雨径流带出的总磷负荷进行现场监测.研究结果提供了在具有代表性的降雨条件对总磷营养物输出的定量估计.尤其对公路和栈道降雨径流特征获得了认识:污染物初始冲刷浓度期延续约3 min;在降雨强度不变的情况下,污染物负荷率接近常量.大部分污染物负荷可由出现频率较大的小降雨事件输出.表明研究结果提供了一种思路,即可采用平均负荷方式取代过去的平均浓度方式去构建公路和栈道的负荷模型.