基于SMA和ECC复合材料的功能自恢复剪力墙#br# 抗震性能试验研究

剪力墙作为高层建筑广泛采用的水平抗侧力构件,承担着结构绝大部分的水平地震作用。因此,剪力墙受力性能的优劣对整个建筑结构的抗震性能尤为重要。为提高剪力墙的变形能力,减小剪力墙的损伤和残余变形,实现震后的快速恢复,提出一种具有自复位功能的剪力墙。在该剪力墙塑性铰区采用形状记忆合金筋(Shape Memory Alloy,简称SMA)替代纵向钢筋,实现墙体的自复位功能;采用工程水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composites,简称ECC)替代普通混凝土,解决混凝土的脆性剥落损伤。为检验新型剪力墙的抗震性能,设计制作4个剪力墙试件,分别为普通混凝土剪力墙、高延性ECC增强剪力墙、超弹性SMA增强剪力墙和SMA和ECC共同增强剪力墙,并进行低周往复荷载试验,对比分析剪力墙的破坏模式以及承载力、自复位能力、延性、耗能能力等抗震性能。研究结果表明：与普通钢筋混凝土剪力墙相比,SMA和ECC共同增强剪力墙不仅损伤小,实现功能的快速修复,而且自复位能力达到85%以上,构件复位效果显著;同时表现出较好的延性。     

基于SMA/ECC的新型自复位框架节#br# 点抗震性能试验研究

为了提高框架节点塑性铰区损伤自修复自复位能力,减小结构的残余变形,实现框架结构震后结构功能的快速恢复,文章采用超弹性SMA筋和超高韧性纤维增强水泥基复合材料(ECC)增强RC框架节点的抗震性能。设计制作了5个1/2缩尺比例框架节点,其中2个为考虑了梁端塑性铰区不同长度的SMA增强ECC节点模型,3个为对比节点模型,即普通混凝土节点、ECC增强混凝土节点和SMA增强混凝土节点。在新型SMA/ECC节点梁端塑性铰区,采用超弹性NiTi-SMA筋代替普通纵筋、ECC代替普通混凝土以增强其复位能力和耗能能力。通过低周往复加载试验,研究了新型节点的破坏过程、耗能能力、位移延性、残余变形和自复位性能。试验结果研究表明：往复荷载作用下,SMA节点均呈现“旗帜形”滞回性能,具有良好的自复位能力;ECC材料够优化框架节点梁端塑性铰的发展,提高结构的延性及耗能能力,延缓结构的屈服;SMA/ECC复合材料系统虽然会降低结构的初始刚度,但能够显著提高节点的延性及自复位能力,延缓刚度退化速度,提高结构抗侧移能力,可以实现结构损伤自修复和功能的快速恢复;覆盖梁端塑性铰区,SMA的长度的改变对自复位性能影响不大。     

精密仪器隔减振平台振动控制效应分析

为解决宽频激励(0～100Hz)对精密仪器设备正常工作带来的振动问题,采用研制的磁流变弹性体(magnetorheological elastomers,简称MRE)隔减振装置和高耗能隔振支座对精密平台实施振动控制。提出半主动控制装置与被动控制装置相结合的混合控制方案,结合各减振装置力学模型及平台运动姿态分析,建立“七自由度”的隔减振平台模型及其运动方程;设计与平台振动控制方案相适应的模糊控制器,并利用SIMULINK仿真软件对所建立的精密仪器隔减振平台进行动力仿真分析。结果表明：平台质心处竖向Z、绕X轴向及绕Y轴向的加速度与功率谱幅值显著降低,加速度峰值与均方根控制效果可达80%,控制效果显著。     

预应力SMA丝约束混凝土柱轴压性能试验研究

为研究具有预应变的SMA约束混凝土柱的轴压性能,文章通过8个SMA约束混凝土柱试件的轴压对比试验,分析不同加固量、预应变水平及增强形式对混凝土柱轴向承载能力和变形能力的影响。结果表明：预应变超弹性SMA丝的约束作用使混凝土柱由脆性破坏向延性破坏转变;混凝土柱的极限承载能力随着SMA丝加固量和预应变的增加而提高;峰值变形受SMA丝加固量的影响较大,而受预应变的影响较为有限;SMA/FRP复合约束能够显著提高混凝土柱的承载能力,但峰值变形影响不大。新型超弹性SMA约束混凝土柱研究结果可供今后类似工程结构修复加固和抗震设计提供参考。     

形状记忆合金丝约束RC墩柱抗震性能试验研究

为增强RC墩柱在强震作用下的耗能、变形及自修复能力,实现震后桥梁结构功能的快速恢复,该文采用超弹性形状记忆合金(shape memory alloys, 简称SMA)丝约束RC墩柱,并通过试验研究水平循环荷载作用下SMA丝约束RC墩柱的抗震性能。试验制作6个SMA丝约束RC墩柱试件和1个普通RC墩柱试件,通过低周往复加载,分析SMA丝配置率和预应力水平对RC墩柱抗震性能的影响,包括破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、承载力、延性、刚度和耗能。研究结果表明：相比普通RC墩柱的剪切破坏,SMA丝约束RC墩柱的破坏模式转变为具有一定延性的弯剪破坏或剪弯破坏;随着SMA丝配置率的增大,RC墩柱的抗剪承载力、延性和耗能能力均有所提升,抗震性能得到增强;预应力丝材提供更大的约束力,分担更多的剪力,提高核心混凝土的变形能力,增强RC墩柱的抗震性能。研究成果将为RC墩柱的加固和震后快速恢复提供新思路和试验基础。     

电站设备管理系统开发中的新技术应用

随着电厂检修体制改革的深入,以及新的风险维修、寿命管理等技术的发展,近年来国内电站设备维修与管理模式发生显著变化,电厂检修中“多检少修”、“以管为主”的趋势越来越明显,相应的设备管理信息化技术也需要适应管理方式与技术的不断变化而发展。为了提高设备管理效率,满足电站设备管理现代化的需求,设备管理系统将向着设备状态信息的集成、设备状态综合评价、设备维修策略分析、多种维修管理模式组合、业务流程灵活配置等方向发展。     

贯流机组转子装配整体运输包装技术研究及应用

发电机转子包装在产品运输过程中具有重要的保护作用。该文研究了大型贯流机组转子装配的整体包装运输防护问题。根据产品结构特点,对产品包装设计、运输方案设计和运输加固计算等过程进行了详细分析,并在实际包装、运输过程中进行了验证。该文对贯流机组转子装配整体包装运输技术的研究及应用,可为今后公司同类型产品的包装运输提供一定的技术支撑。     

大型建筑群复合式热泵供热供冷技术研究及规模化应用

建筑供热供冷是社会各界高度关注的民生工程,热泵是将热能从低品位提升到高品位的高效低碳供能方式,也是国际建筑领域实现碳中和的重要途径。本项目针对大型建筑群复合式热泵供热供冷系统存在总冷热负荷动态预测方法缺失、规划设计体系不完备、系统运行能效低、关键技术和产品不配套、规模化推广难度大等问题,以提升复合式热泵系统能效、有效推进规模化应用为目标,系统性地开展了“负荷预测-优化设计-智慧运行-关键产品-标准推广”的全链条创新工作：提出了基于建筑特征、用户需求的大型建筑群供热供冷系统总负荷动态预测方法,开发了冷热动态负荷特征因子数据库和建筑群负荷集合寻优工具;提出了一种多场景复合式热泵系统能源总线架构理论,建立了仿真平台及综合评价体系,形成了系统容量弹性配置方法;建立了数字孪生复合式热泵系统模型,提出分层控制架构和预测方法,建立了智慧优化运行控制体系;研发了大型复合式热泵系统的关键技术和成套产品;制定了相关工程标准。相关研究成果实现了规模化稳定高效利用可再生能源供热供冷的技术突破,对推进建筑用能方式变革和实现建筑领域国家双碳战略起到重要支撑作用。     

泵站进水池CFD优化分析和试验研究

针对陕西某灌区取水泵站在运行中机组振动过大的情况,应用CFD技术对进水池水力性能进行分析,计算结果显示3#、4#机组泵进口旋度明显偏高,叶轮进口截面样本点轴向速度与平均值偏差较大;水泵吸水管两侧旋涡明显,初步判断为进水池宽度过大所致。因此分别将1#-3#机组、4#机组池宽由4 m、3.6 m缩小至3.2 m、2.5 m后,再次进行计算分析,3#、4#机组泵进口旋度分别降低至0.86°、0.72°,泵进口入流状态得到明显改善。同时基于弗劳德数相似准则进行了装置模型试验,采用旋度计测试了进水池修改前后泵进口旋度,试验结果与仿真计算结果一致,验证了计算结果的可靠性。