基于建筑能耗检测的传感器级中间件设计

目前,随着我国城市化进程的不断加快,建筑能耗成为能源消耗的一个重要组成部分。建筑能耗的实时检测、采集和分析,对制定合理的节能策略、提高能源利用效率、实施节能减排措施等具有重要意义。传感器作为建筑能耗检测的基本器件,在整个检测系统中起着举足轻重的作用。但是因为总线标准和生产厂家的不同,不同标准传感器不能在一个检测系统中使用。为克服这一不足,基于当前的中间件技术,本文采用模块化方法开发了传感器级中间件。首先,介绍了中间件的定义和分类;然后,采用模块化的方法,将系统分为传感器数据采集、RS485/CAN 232、RS485/以太网、RS232/RS485等模块,进行了传感器级中间件相互通讯格式转换的设计;最后进行了测试。测试表明,利用该传感器级中间件,标准的电信号传感器可以以RS485、CAN 232、以太网、RS232接口输出,该中间件的设计为增强建筑能耗检测传感器数据的开放性和互换性提供了一条技术路线。     

基于PVDF传感器的无线冲击加速度测量研究

为研究基于压电薄膜(PVDF)的冲击加速度测量,本文建立了PVDF冲击加速度的无线测试平台。首先,在分析PVDF的压电机理、工作模式基础上,给出了冲击加速度的测量电路模型;其次,针对柔性结构,与电阻应变片进行对比标定,给出了峰值电荷q与结构应变ε的关系;针对刚性结构,与冲击台自带的压电加速度传感器进行了对比和标定,给出了峰值电荷q与峰值加速度a的关系;最后,搭建了以Imote2和YE6241台式冲击台为核心的无线PVDF压电信号采集的平台,采样速率为420 Hz,和有线进行对比,验证了本文设计的无线冲击加速度测试平台的准确性和可信性。实验表明,这种无线冲击加速度测试平台具有采样速率高、灵敏度高、质量轻、无需布线、使用方便等特点,具有较好的研究和应用前景。     

近断层竖向与水平向加速度反应谱比值特征

显著的竖向地震动是近断层地震动区别于远场地震动的重要特征之一,为更合理地确定竖向地震动作用,研究了近断层区域竖向地震动的反应谱特征及其与水平向反应谱比值的影响因素.首先,选取1952—1999年世界范围内震级在M5.4—7.6之间的18次地震的地震动记录,研究竖向地震加速度反应谱及其与水平向加速度反应谱比值特征;然后统计分析了断层距、场地条件、震级以及断层机制对竖向与水平向加速度反应谱比的影响.结果表明,一般情况下竖向加速度具有更丰富的短周期分量,并且竖向加速度反应谱衰减较慢;断层距在20km以内的近断层区域、软弱土层场地、中等震级地震和逆断层大震级中长周期范围等条件下,具有较大的竖向与水平向加速度反应谱比值;在近断层区域的结构抗震设计中应充分考虑竖向地震动的影响.     

MTS控制系统的二次开发及其在混合试验中的应用

混合试验将物理实验与数值模拟相结合,大大降低了对加载系统的要求,可以完成大比例尺甚至足尺试验,且方便观察试件的地震响应过程,因此广受关注。为了推进混合试验方法的研究与应用,哈尔滨工业大学吴斌教授课题组正在开发一款混合试验平台,即HyTest。本文针对常用的MTS电液伺服系统,采用MTS提供的VB软件接口开发了HyTest试验平台与MTS控制系统的通信模块,具备发送命令、保存数据、坐标变换、网络通信等功能。完成了一例单层单跨6自由度平面钢框架结构混合试验,验证了该通信模块的有效性。重点介绍所使用的开发方法及其在混合试验中的应用,既方便同行使用HyTest,又可作为MTS系统二次开发的借鉴。     

An improved optimal elemental method for updating finite element models

The optimal matrix method and optimal elemental method used to update finite element models may not provide accurate results. This situation occurs when the test modal model is incomplete, as is often the case in practice. An improved optimal elemental method is presented that defines a new objective function, and as a byproduct, circumvents the need for mass normalized modal shapes, which are also not readily available in practice. To solve the group of nonlinear equations created by the improved optimal method, the Lagrange multiplier method and Matlab function fmincon are employed. To deal with actual complex structures, the float-encoding genetic algorithm (FGA) is introduced to enhance the capability of the improved method. Two examples, a 7degree of freedom (DOF) mass-spring system and a 53-DOF planar frame, respectively, are updated using the improved method.The example results demonstrate the advantages of the improved method over existing optimal methods, and show that the genetic algorithm is an effective way to update the models used for actual complex structures.     

结构地震弹塑性反应谱——损伤谱

首先,本文基于各国广泛使用的由Park和Ang提出的双参数损伤模型,研究基于损伤性能的弹塑性反应谱（损伤谱）的分析方法。其次,文中考虑结构极限状态设计,并通过自编DBDS程序,研究得到了损伤反应谱（简称“RD谱”）,尺。谱综合考虑了结构最大弹塑性位移和结构累积滞回耗能的耦合影响,更加合理地反映结构在罕遇地震作用下的弹塑性行为。第三,通过大量时程分析和拟合得到回归公式及其相关系数,研究成果可供抗震性能评估使用。最后,由本文提倡的RD谱和已有研究的Rμ谱做了定性比较分析,说明了考虑地震动持时的必要性和重要性。     

导管架式海洋平台结构极限承载力分析的 整体推进法及其软件

根据非线性有限元逐步分析的思想,以已有的结构弹性分析软件为计算核心,提出了一种近似分析结构极限承载力的方法——整体推进法;采用整体推进法,以导管架式海洋平台结构线弹性分析软件ENSA为计算核心,考虑结构构件的损伤影响和维修加固效果,编制了导管架式海洋平台结构极限承载力近似分析软件UAP,为导管架式海洋平台结构的安全度评定提供了方法和手段;最后对渤海八号生产／储油平台在1993年的状态和JZ20-2MUQ平台的完好状态进行了极限承载力分析。     

磁流变耗能器及其性能

磁流变换（ＭＲ）是一种智能材料,它能够在强磁场的作用下从牛顿流体变化为粘塑流体,用磁流变液制作的耗能装置简单,体积小,能耗小,可连续可逆变化,是实现半主动控制的理想控制元件,本文介绍了磁流变液的材料特征,建立了磁流变耗能器的恢复力简化模型,根据磁流变液耗器的特点,提出了制作磁流变耗器时参数设计的基本要求;最后,利用等效线性化方法,提出了磁流变耗能器总阻尼系数的计算方法,并且比较了其中的粘性阻尼系数     

现役导管架式海洋平台结构整体安全度评估

本文提出了一整套评估导管式海洋平台结构整体安全度的简化方法。主要工作包括：讨论了现役结构内力重分析的影响因素并提出了考虑原则和处理方法；将基本构件依受力特点和重要性程度予以分类、并通过划分层结构而将结构整体简化为层结构的串联体系；用强度储备比定义了基本构件的安全度指标、并延拓此定义于层结构和结构体系；结合专家经验并利用模糊数学原理综合结构的整体安全度指标。文章同时给出了工程应用实例     

Calibration of LRFD Format for Steel Jacket Offshore Platform in China Offshore Area （2） ： Load, Resistance and Load Combination Factors

1.IntroductionLoad and Resistance Factor Design(LRFD)isthe commonly adoptedreliability-based designfor-mat for structural design(CNE,1990;AAHTO,1994;OMTC,1983;CMC,1984).Code calibra-tionforthe LRFDformat is a processto determinethetarget reliability by de…