结构应力逆向推演模型及其不确定度定量分析

目的 针对现有结构安全在线监测与评估方法存在的短板,结合人工智能方法探索新的解决方案。提出一种基于有限测点应力逆向推演整体结构应力分布的方法,以数据驱动的模式,基于神经网络技术搭建算法模型。方法 以结构有限元仿真数据为基础,运用相关性分析方法,获取代表结构响应特征的有限个测点,利用神经网络方法构建基于有限测点应力推演结构全场应力分布的算法模型。结果 以科学试验平台的连接器结构为对象,开展该算法模型的应用研究,并且对该应用实例下的算法模型开展不确定度分析,推演结果的相对不确定度u95rel为8.6%。结论 该算法模型的推演结果正确反映了结构总体响应特征。从建模过程角度分析,该算法模型的不确定度来源主要包括相关性分析方法、神经网络建模以及模型收敛条件3个方面。     

浅水湖泊底泥细菌群落的时空分布特征及主要营养盐驱动因素

为探究富营养化浅水湖泊底泥中细菌群落的结构特征及驱动因素,本研究以安徽八里河湖为例,通过16S rRNA高通量测序手段并结合底泥的营养盐理化性质,分析了底泥细菌群落物种组成和多样性的时空分布特征以及与营养盐的相关性关系。结果显示：(1)在物种组成方面,γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria),δ-变形菌纲(Deltaproteobacteria)和拟杆菌纲(Bacteroidia)是八里河湖底泥中的优势菌纲,它们在空间上呈均质性和在季节上有稳定性;(2)在群落结构方面,底泥细菌群落整体上以季节进行聚类,呈现了季节内的相似性和季节间的差异性,且可能来自于鱼类粪便的Clostridia菌纲在八里河湖底泥细菌群落结构差异的塑造上有重要贡献;(3)从四个季节所有样品的整体角度来看,与磷相关的指标(总磷、铁铝结合态磷、钙磷、有机磷)对细菌群落变化的解释最强(r=0.23～0.45,p<0.001),且底泥细菌群落之间的差异性随各磷指标内部之间差异的增大而增大。本研究的发现为认识和理解富营养化浅水湖泊中底泥细菌群落特征及其驱动因素提供了新的信息,对湖泊生态系统健康状态的监测和评...     

蜂窝夹层结构及其在直升机噪声控制上的应用

介绍了传统蜂窝夹层结构,它是由蜂窝芯材耦合面板/薄膜组合而成,具有优异的降噪特性。为进一步提升蜂窝夹层结构的降噪性能,结合多孔吸声原理及“吸/隔声结构功能一体化”概念,将多孔吸声材料填充至蜂窝芯中,形成了基于多孔吸声的蜂窝夹层结构,但中、低频降噪性能较差。结合微穿孔板、亥姆霍兹共振理论,开发了基于共振吸声的单自由度蜂窝夹层结构,由蜂窝芯材耦合穿孔面板/薄膜组合而成,提升了中、低频降噪特性,但是依旧存在降噪频带过窄的问题,只能在某段特定频率范围内表现出良好的降噪特性。为此,研发了基于共振吸声的多自由度蜂窝夹层结构,利用各层穿孔面板/薄膜和蜂窝结构特性,实现了不同频率噪声控制。最后总结了蜂窝夹层结构在国内外直升机被动噪声控制上的应用情况,展望了新型蜂窝夹层结构的发展趋势。     

让煤矿安全科技结出果实

国务院关于促进煤炭工业健康发展的若干意见指出：“煤炭是我国重要的基础能源和原料,在国民经济中具有重要的战略地位。在我国一次能源结构中,煤炭将是主要能源”。国务院第81次常务会议指出,“煤炭是我国一次能源的主体,煤炭行业又是高危行业,高瓦斯和瓦斯突出矿井占一半左右,煤矿安全是整个工业安全生产工作的重中之重。”因此,煤炭工业的持续、稳定、健康发展直接关系到我国能源安全和全面建设小康社会目标的实现。     

高原鼠兔对高寒草甸土壤真菌群落结构的干扰

青藏高原鼠兔干扰严重影响高寒草甸生态群落结构的多样性和稳定性,土壤真菌群落对生境的变化高度敏感,高原鼠兔的干扰对其具有显著影响。该研究以瓦颜山观测站自然状态0～10 cm土壤（Sck1）、自然状态10～20 cm土壤（Sck2）、高原鼠兔干扰0～10 cm土壤（ST1）、高原鼠兔干扰10～20 cm土壤（ST2）为研究对象,采用高通量测序的方法分析高寒草甸土壤真菌群落结构差异和多样性。结果表明：土壤真菌香农-威纳和辛普森多样性指数在Sck1、Sck2、ST1和ST2中无显著性差异（P>0.05）,而Chao1指数和观察到的物种数存在显著性差异（P<0.05）;真菌群落优势菌门为子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）,优势菌纲为伞菌纲（Agaricomycetes）,优势菌目为伞菌目（Agaricales）,优势科为口蘑科（Tricholomataceae）;Lefse分析发现32个差异菌群,且对于潜在的标志物,Sck1可能为粪壳菌纲和煤炱目,ST1可能为小囊菌目,ST2可能为棉革属。总体而言,高原鼠兔的干扰显著影响了高寒草甸土壤真菌群落结构...     

集成DEMATEL-ISM的古建筑火灾致因因素评价

为深入了解古建筑火灾事故致因因素,提高古建筑消防安全管理水平,基于事故致因理论,采用德尔菲法从人员、古建筑消防系统、古建筑防火能力、安全管理与环境五个方面确定18个古建筑火灾致因因素,并建立古建筑火灾事故评价指标体系。同时运用实验室决策分析法(DEMATEL)构建矩阵对古建筑火灾致因因素进行分析。一方面,通过原因度定量结果对古建筑火灾致因因素的属性进行分类,确定其属于火灾原因因素还是结果因素;另一方面,通过中心度指标评价古建筑火灾各个致因因素的重要程度。进而利用解释结构模型(ISM)将致因因素进行层级划分,构建5层3阶的多级递阶模型,分析致因因素间的耦合和交互关系。结果表明,古建筑火灾事故的发生是近邻原因、过渡原因及本质原因共同作用的结果,并针对这三方面确定古建筑火灾事故重点管控方向。同时,在古建筑消防安全管理中,应重点关注中心度较大的致因因素。     

反硝化硫氧化工艺中功能菌株的筛选、识别及验证

反硝化硫氧化工艺是处理含硫含氮有机废水生物处理技术中最具潜力的污水处理技术之一。为了解反硝化硫氧化工艺中发挥主要功能的菌属信息,同步运行3个膨胀颗粒污泥床反应器,测定反硝化硫氧化效能,解析活性污泥微生物群落结构变化,分离筛选出活性污泥中的菌株并进行功能验证。结果表明：3个反应器稳定运行后均可实现100 mg/L NO^-₃-N和100 mg/L Ac^--C的100%去除,最高可以去除90%的200 mg/L S^2-;16S rRNA分析表明：稳定运行反应器活性污泥的微生物群落结构和多样性中,相对丰度较高的5个菌属为Azoarcus、Pseudomonas、Thauera、Arthrobacter和Desulfomicrobium;采用平板分菌和流式分选2种分菌方式共得到分属于19个菌属的50株菌,综合活性污泥群落结构和碳氮硫污染物的去除率,初步确定Azoarcus、Thauera、Pseudomonas、Acinetobacter和Agrobacterium为反硝化硫氧化工艺的功能菌属。     

太空跑台结构力学仿真分析

为保证宇航员在太空中的身体健康,太空跑台成为重要的设备之一;太空跑台通过安装支架固定安装在空间站核心舱小柱段上行。本文的目的是为验证太空跑台安装结构能够耐受上升段力学环境,对太空跑台进行有限元仿真分析。仿真结果表明：太空跑台结构设计合理,能够耐受空间站核心舱上升段力学环境。     

考虑土⁃结构相互作用的软钢阻尼器作用效果分析∗

为了研究土-结构相互作用(SSI)对设置金属阻尼器框架结构的影响规律,本文设计实现了考虑SSI 的设置开孔式加劲阻尼器体系的框架结构振动台模型试验。试验采用层状剪切盒模拟土体的边界,锯末和砂土的混合物作为地基土,以12 层钢筋混凝土框架结构模拟上部结构。基础采用3×3 群桩基础。本文完成了1：6 比例的高层结构—桩—土动力相互作用体系(PSSI)、设置金属阻尼器的PSSI 体系以及刚性地基上框架结构和刚性地基上设置金属阻尼器的框架结构共4 个模型振动台试验。从动力特性、地震响应等方面对比分析了纯框架与消能减震结构的差别。并通过计算减震率,分析了SSI 效应对消能减震结构减震效果的影响规律。结果表明：消能减震结构在同样的地震作用加载下,频率衰减幅度降低为纯框架的1/3~1/2,阻尼比增加幅度为纯框架的1/2 左右,结构的损伤程度明显减弱,阻尼器起到了显著的减震效果。SSI 体系消能减震结构的阻尼器减震效率下降,但SSI 的减震效果加强,综合来看,其减震率依然高于刚性地基结构。     

长周期地震动作用下基础隔震结构抗倾覆能力研究

对极限高宽比的基础隔震结构进行地震响应分析,探究常规地震动与长周期地震动的差异,并从隔震层位移、隔震层拉应力以及结构的抗倾覆力矩比3种导致结构倾覆的参数入手,分析基础隔震结构在长周期地震动作用下的倾覆情况。首先,选取近断层脉冲型长周期地震动和远场类简谐长周期地震动各9条。其次,建立3种不同烈度区下极限高宽比限值时的框架隔震结构模型,分析不同设防烈度下罕遇地震对基础隔震结构隔震层支座水平变位与轴向受力的影响,以及罕遇地震时结构的抗倾覆力矩比。最后,修正高宽比限值简化公式,计算出长周期地震动作用下的理论高宽比限值,根据限值修正结构高宽比后再进行地震响应分析。研究结果表明：在长周期罕遇地震动作用下,基础隔震结构隔震支座位移量普遍超过允许限值,大量支座出现拉应力,其中部分支座拉应力超过允许限值,隔震层受到严重破坏;少数情况下结构抗倾覆比小于1.2,结构有倾覆可能;结合简化公式给出长周期地震动作用下高宽比建议值。