混合试验

摘要： 工程结构混合试验,将物理试验与数值模拟在线地联系在一起,可充分发挥物理试验和数值模拟各自的优势,在土木、汽车、航天、通信等工程领域得到了越来越多的应用。该文综述了近年来混合试验方法与应用的主要进展,梳理了关键科学与应用问题。关键科学问题包括逐步积分算法的非线性稳定性问题、加载系统的控制问题、非完整边界条件问题,应用瓶颈主要体现在混合试验通用软件还不够完善。对混合试验研究和现状的分析表明:高效稳定的数值分析方法、在线模型更新技术、加载系统与试件相互作用与控制等科学问题值得进一步研究;不同领域中的工程应用是推动混合试验技术发展的决定力量,加强混合试验软件的通用性和容错性是降低应用门槛的关键。

摘要： 数值子结构的建模精度和子结构的边界条件模拟是子结构混合试验中的两个关键问题。为进一步研究这种新型结构试验方法对于空间框架结构的适用性,基于高强钢组合Y形偏心支撑框架模型展开研究。首先建立了一套由OpenSees,OpenFresco试验平台以及MTS加载系统组成的混合试验系统。然后分别针对2层、3层和4层3跨高强钢组合Y形偏心支撑框架,取底层带有偏心支撑的框架部分作为试验子结构,其余部分作为数值子结构在OpenSees中进行模拟。在混合试验之前,利用已有单榀试件拟静力试验结果对数值子结构的建模方法进行了数值模拟验证。最后选取El Centro波作为原始输入地震波,针对试验子结构的平动模拟和竖向荷载作用进行了一系列空间子结构混合试验。结果表明:通过数值模拟验证拟静力试验结果的方式,可以为混合试验中数值子结构的建模提供参考依据;采用双作动器水平加载来实现试验子结构的平动,可以有效考虑数值子结构对试验子结构的边界约束;竖向荷载的考虑,可以更真实的模拟试验子结构的重力二阶效应。

摘要： 为解决模型更新算法因初始参数选择不当对模型参数识别精度的影响,提出统计容积卡尔曼滤波器的混合试验模型更新方法。该方法采用容积卡尔曼滤波器算法多次识别模型参数,将统计后的参数识别值样本均值作为最终的识别结果,以弱化算法初始参数选择对参数识别结果的影响。应用统计容积卡尔曼滤波器对自复位摩擦耗能支撑模型进行在线参数识别,分析了在不同参数条件下统计容积卡尔曼滤波器的识别精度;针对两层带有自复位摩擦耗能支撑框架结构进行混合试验数值仿真。结果表明,基于统计容积卡尔曼滤波器的方法可以有效提高模型更新混合试验精度及鲁棒性。

摘要： 离线模型更新混合试验对构件拟静力数据进行恢复力模型参数识别,并更新数值子结构中相应构件的模型参数来提高混合试验精度,但该方法尚缺少真实试验的验证。本文基于课题组开展的足尺RC柱拟静力试验,取恢复力模型为集中塑性铰Ibarra-Medina-Krawinkler(IMK)模型,进行框架结构离线模型更新混合试验研究。结果表明,当物理子结构取为RC足尺柱时,离线模型更新混合试验能获得接近于真实试验情况下结构的地震响应,从而对该方法的有效性进行了试验验证。利用IMK经验公式,将真实试验模型参数识别值按轴压比进行对照修正,应用于不同层数的框架结构地震响应模拟,实现了试验数据的重复利用。

摘要： 为解决复杂结构模型更新问题,提出一种基于泛化神经网络算法的混合试验方法。通过建立具有不同参数值的试验子结构位移和恢复力的训练集,采用接续训练方式在线训练神经网络,将训练好的神经网络应用于结构混合试验中,在线预测数值子结构的恢复力,对两自由度非线性结构的混合试验进行数值模拟,验证该混合试验方法的有效性。结果表明,基于泛化神经网络算法的混合试验方法具有更好的滞回曲线拟合效果,计算耗时减小了10.4%。

摘要： 以往的建筑结构混合试验方法大多只考虑水平地震作用或多维加载仅应用于验证性的简单结构案例,为拓展混合试验方法的应用,文中研发一种多高层钢筋混凝土框架结构在水平及竖向双向地震作用下的混合试验方法,并结合大型多功能加载设备MUST编制相应的混合试验程序。该方法对框架结构的振动模型建模时,结构水平振动采用串联质点系模型,竖向振动采用串并联质点系模型。结合设备的加载能力,对试验子结构边界条件进行合理简化并忽略节点的转动自由度。采用Matlab编写整体框架结构运动方程求解模块,连接OpenSees求解数值子结构的恢复力,在此基础上编写了相应的结构混合试验程序。对一榀七层三跨钢筋混凝土框架进行了虚拟混合试验和单独用OpenSees进行整体结构时程分析,线弹性和弹塑性假定下的内力和位移结果对比及误差分析表明文中方法具有较好的可行性和有效性。

摘要： 为检验隔震桥梁结构抗震性能,以三跨隔震连续桥为对象进行模型更新混合试验数值模拟,通过OpenSees有限元软件建立隔震桥梁数值模型,给出模型更新在OpenSees软件中的实现方法,采用AUPF算法在线识别并更新数值子结构中隔震支座模型参数,得到三种场地类别地震激励下桥梁结构的地震反应,分析桥梁的墩顶位移、支座位移、墩底剪力以及墩顶加速度的误差。结果表明,采用AUPF算法的模型更新混合模拟结果与结构真实地震反应吻合良好,Cape Mendocino地震激励下墩顶加速度的相对均方根误差最大,小于2.5%,验证了隔震桥梁模型更新混合试验数值模拟的有效性和准确性。

摘要： 随着自动驾驶技术研究的深入,乘员舒适性是除安全性外另一个关注重点.然而,现有研究多以传统汽车舒适性为对象,未充分考虑自动驾驶中驾驶员由于操纵权丧失而表现出的乘坐舒适性的新特征.除平顺性外,自动驾驶汽车的乘员舒适性还受平衡觉刺激和视觉刺激影响.前者由车辆行驶行为引发,后者由外部环境引发.本文设计换道工况下以平衡觉和视觉刺激强度为变量的3×3双因素混合试验,探究其对自动驾驶乘员舒适性的影响规律.通过问卷和访谈获得受试者的舒适性主观评价,利用皮肤电水平验证了主观评价结果的可靠性.结果表明:(1)乘员舒适性受平衡觉和视觉因素的共同影响;(2)随着环境视觉危险程度增大,乘员舒适性的主要影响因素从平衡觉刺激向视觉刺激转变,乘员倾向于牺牲一定程度的体感舒适性以换取视觉舒适性.

摘要： 随着我国对绿色能源需求的不断增加,风力发电场的建设逐渐向我国地震多发区扩张,风力发电塔面临着地震的严峻考验。地震荷载与常规风荷载共同作用下的风电塔性能正在成为设计中的重要参考标准。水平轴、三叶片风电塔是最为常见的风电塔类型,属于自振周期较长的高柔结构,对低频成分突出的长周期地震动比较敏感。因此,本文针对运转状态风力发电塔在长周期地震作用下的动力响应进行了分析。选择一座1.5 MW在役风电塔为原型结构,基于ABAQUS平台建立其壳单元模型,选择典型长周期地震动记录,通过动力时程分析对风电塔停机状态下的地震响应进行估计。基于Kaimal谱生成脉动风荷载,对地震-风耦合作用下的风电塔架动力响应进行模拟。结果表明:长周期地震动对风电塔塔顶位移放大作用明显,可超过风荷载成为控制荷载。为解决风电塔试验模型缩尺比较小与复杂荷载模拟问题,开发了混合试验的软件平台。通过混合试验的数值模拟结果与ABAQUS模型分析结果的对比,实现了风-震作用下风电塔混合试验的数值仿真验证。

摘要： 高强钢组合Y形偏心支撑框架作为一种新型结构体系,结合了高强钢承载力高和偏心支撑耗能能力强的优势。为进一步研究高强钢组合Y形偏心支撑框架结构的抗震性能,以一个3层3跨的高强钢组合Y形偏心支撑框架结构为原型,采用子结构混合试验方法进行了一系列试验研究。选取原型结构中底层带有偏心支撑的框架部分作为试验子结构,其余部分作为数值子结构在OpenSees中进行模拟,从而建立了试验所需的子结构混合试验模型。根据试验结果,验证了混合试验模型的有效性,并对混合模型的主要抗震性能指标进行了分析。结果表明,在不同地震波作用下,混合试验模型的试验结果与整体结构数值模型的模拟结果吻合较好。在罕遇地震作用下,试验子结构的塑性变形主要产生在消能梁段的腹板位置,而框架的梁柱和支撑保持在弹性范围内,符合结构多道抗震设防的思想。

摘要： 基于子结构混合试验原理,研究分析了火灾子结构混合试验的理论模型与方法.探讨了火灾混合试验边界协调控制方法,提出并建立了两种边界协调方法即火灾物理子结构与数值子结构边界协调的迭代方法以及基于预测模型的修正迭代法,并通过建立基于火灾混合试验原理的简化分析模型,进行了边界迭代误差研究分析.基于MATLAB以及ABAQUS研究了火灾子结构混合试验数值仿真模拟方法,从而为后续进行火灾混合试验研究提供参考依据.

摘要： 当结构在极端荷载作用下进入强非线性时,混合试验数值子结构是否能够准确模拟结构的强非线性成为关注焦点.模型更新从本构模型参数准确性的角度出发,提出了在线更新数值子结构本构模型参数的概念.由于构件本构模型与截面本构模型具有一定局限性,现有构件本构模型更新的混合试验很难满足大型复杂结构的需求.本文从材料层次出发,提出混凝土本构模型参数的识别方法,并将其应用于钢筋混凝土结构的在线更新混合试验中.通过完成平面混凝土框架三种工况的混合试验,对凝土材料本构参数识别方法和在线模型更新混合试验进行了验证.试验结果表明该参数识别方法具有较好的收敛速度和稳定性;混凝土本构模型参数的在线更新提高了数值子结构的准确性,进而提高了混合试验的可靠性.

摘要： 结构抗震试验是模拟地震作用、分析掌握地震机制及结构抗震性能的有效方法.对拟动力试验技术的研究现状和进展进行了概括总结,分析探讨了拟动力试验特别是基于子结构技术试验的逐步积分方法、加载控制方式、误差分析、拟动力子结构试验、实时子结构试验、远程协同拟动力试验、混合子结构拟动力试验等关键技术,对比分析了拟动力试验技术与其他试验方法的差异,以及拟动力试验技术中基于子结构技术各试验方法间的区别和特点,并进一步阐述了各种拟动力试验的现存问题、应用前景,指出了需要进一步研究的方向.

摘要： 结构抗震试验是模拟地震作用、分析掌握地震机制及结构抗震性能的有效方法.对拟动力试验技术的研究现状和进展进行了概括总结,分析探讨了拟动力试验特别是基于子结构技术试验的逐步积分方法、加载控制方式、误差分析、拟动力子结构试验、实时子结构试验、远程协同拟动力试验、混合子结构拟动力试验等关键技术,对比分析了拟动力试验技术与其他试验方法的差异,以及拟动力试验技术中基于子结构技术各试验方法间的区别和特点,并进一步阐述了各种拟动力试验的现存问题、应用前景,指出了需要进一步研究的方向.

摘要： 结构抗震试验是模拟地震作用、分析掌握地震机制及结构抗震性能的有效方法.对拟动力试验技术的研究现状和进展进行了概括总结,分析探讨了拟动力试验特别是基于子结构技术试验的逐步积分方法、加载控制方式、误差分析、拟动力子结构试验、实时子结构试验、远程协同拟动力试验、混合子结构拟动力试验等关键技术,对比分析了拟动力试验技术与其他试验方法的差异,以及拟动力试验技术中基于子结构技术各试验方法间的区别和特点,并进一步阐述了各种拟动力试验的现存问题、应用前景,指出了需要进一步研究的方向.

摘要： 结构抗震试验是模拟地震作用、分析掌握地震机制及结构抗震性能的有效方法.对拟动力试验技术的研究现状和进展进行了概括总结,分析探讨了拟动力试验特别是基于子结构技术试验的逐步积分方法、加载控制方式、误差分析、拟动力子结构试验、实时子结构试验、远程协同拟动力试验、混合子结构拟动力试验等关键技术,对比分析了拟动力试验技术与其他试验方法的差异,以及拟动力试验技术中基于子结构技术各试验方法间的区别和特点,并进一步阐述了各种拟动力试验的现存问题、应用前景,指出了需要进一步研究的方向.

摘要： 结构抗震试验是模拟地震作用、分析掌握地震机制及结构抗震性能的有效方法.对拟动力试验技术的研究现状和进展进行了概括总结,分析探讨了拟动力试验特别是基于子结构技术试验的逐步积分方法、加载控制方式、误差分析、拟动力子结构试验、实时子结构试验、远程协同拟动力试验、混合子结构拟动力试验等关键技术,对比分析了拟动力试验技术与其他试验方法的差异,以及拟动力试验技术中基于子结构技术各试验方法间的区别和特点,并进一步阐述了各种拟动力试验的现存问题、应用前景,指出了需要进一步研究的方向.

摘要： 一种能同时进行气弹试验和测压试验的混合风洞试验装置，包括建筑模型和用于装夹建筑模型的安装基座，其创新在于：所述安装基座由安装盘、连接盘、两块夹板、U形连接架、两根形变杆、两块应变片、连接杆、两根弹簧和两根轴承组成；本发明的有益技术效果是：能够同步完成气弹试验和测压试验并获得相关的试验数据，由于两种试验数据是在建筑模型振动过程中同步检测到的，大大的提高了试验的仿真度和数据的全面性。

摘要： 本发明提供了一种混合可视化试验台及混合均匀性检测方法。混合可视化试验台包括：可视化结构，包括环形壳体和设置在环形壳体一端的盖板，环形壳体具有第一透明部，盖板具有第二透明部；进料结构，包括进气部和进液部；混合器，混合器的一端与进气部和进液部均连通，混合器的另一端与可视化结构的内腔连通；激光发生器，激光发生器的发光端与第一透明部对应设置；图像采集装置，与第二透明部对应设置；连接筒，连接筒的一端与进料结构连接，混合器设置在进料结构和连接筒之间；出气筒，与连接筒的另一端连接，出气筒位于可视化结构的内腔中，出气筒的筒壁上具有多个过孔。本发明解决了现有技术中工作人员无法获取混合器内部混合情况的问题。

摘要： 本发明适用于机械制造领域，提供了一种高速电主轴的混合加载装置、电主轴的混合加载试验台，该高速电主轴的混合加载装置包括安装座和位于安装座一侧的电主轴，高速电主轴的混合加载装置还包括：加载主体，设置在电主轴的一端；固定组件，设置在安装座靠近电主轴的一侧；加载组件，与安装座相连接，用于将外部高压水射流产生的冲击力施加到加载主体；通过固定组件将电主轴进行夹持固定，通过加载组件将外部高压水射流传输至加载主体，加载主体将受到的冲击力传输至电主轴，从而对电主轴进行混合加载；该装置结构简单，操控便捷，通过水流产生的冲击力对电主轴进行加载，安装环境要求较低，也不会对电主轴造成磨损，可以进行长时间加载。

摘要： 一种能同时进行气弹试验和测压试验的混合风洞试验装置，包括建筑模型和用于装夹建筑模型的安装基座，其创新在于：所述安装基座由安装盘、连接盘、两块夹板、U形连接架、两根形变杆、两块应变片、连接杆、两根弹簧和两根轴承组成；本发明的有益技术效果是：能够同步完成气弹试验和测压试验并获得相关的试验数据，由于两种试验数据是在建筑模型振动过程中同步检测到的，大大的提高了试验的仿真度和数据的全面性。

摘要： 本发明提供了一种混合可视化试验台及混合均匀性检测方法。混合可视化试验台包括：可视化结构，包括环形壳体和设置在环形壳体一端的盖板，环形壳体具有第一透明部，盖板具有第二透明部；进料结构，包括进气部和进液部；混合器，混合器的一端与进气部和进液部均连通，混合器的另一端与可视化结构的内腔连通；激光发生器，激光发生器的发光端与第一透明部对应设置；图像采集装置，与第二透明部对应设置；连接筒，连接筒的一端与进料结构连接，混合器设置在进料结构和连接筒之间；出气筒，与连接筒的另一端连接，出气筒位于可视化结构的内腔中，出气筒的筒壁上具有多个过孔。本发明解决了现有技术中工作人员无法获取混合器内部混合情况的问题。

摘要： 本发明适用于机械制造领域，提供了一种高速电主轴的混合加载装置、电主轴的混合加载试验台，该高速电主轴的混合加载装置包括安装座和位于安装座一侧的电主轴，高速电主轴的混合加载装置还包括：加载主体，设置在电主轴的一端；固定组件，设置在安装座靠近电主轴的一侧；加载组件，与安装座相连接，用于将外部高压水射流产生的冲击力施加到加载主体；通过固定组件将电主轴进行夹持固定，通过加载组件将外部高压水射流传输至加载主体，加载主体将受到的冲击力传输至电主轴，从而对电主轴进行混合加载；该装置结构简单，操控便捷，通过水流产生的冲击力对电主轴进行加载，安装环境要求较低，也不会对电主轴造成磨损，可以进行长时间加载。

摘要： 本实用新型涉及药剂混合装置技术领域，具体为一种生物试验用具有高效混合结构的药剂混合装置，包括安装底座，所述安装底座的顶端固定安装有套杆，所述套杆的内部插入安装有圆杆，所述圆杆的顶端固定安装有驱动安装座。本实用新型通过设置有驱动安装座、控制按钮、伺服电机、转动杆、固定板、安装板、第一螺纹槽、第一螺纹杆、和弧形夹持板，在实际使用中，通过转动第一螺纹杆带动弧形夹持板对药剂容器进行夹持，利用伺服电机驱动药剂容器进行左右晃动摇摆，有效解决了现有技术采用手动摇晃容器来促进混合，在此过程中存在容器掉落的风险，而且增加了试验的劳动强度，药剂的混合效率低下的问题，且本实用新型的结构简单，易于推广，实用性强。

摘要： 本发明公开了一种混合加载反力装置、实时混合试验系统及其试验方法，混合加载反力装置应用于实时混合试验系统中，系统包括传感器、数据采集模块、作动器驱动模块、数据通信模块、下位机和上位机，其中，上位机计算数值子结构试件动力响应，并传输到下位机，下位机控制作动器带动试验子结构试件工作；数据采集模块利用传感器实时采集试验子结构试件运行过程中产生的信号，并反馈给下位机；下位机将反映试验子结构试件工作的信号传输到上位机；上位机根据接收到的试验子结构试件工作响应信号和程序施加的激励信号计算下一时刻对试验子结构的控制信号。该实时混合试验系统具有试验占地较小、试验精度高、易于控制的特点。

摘要： 基于UKF的实时混合试验二阶段自适应时滞补偿方法、系统及混合试验方法，属于伺服加载系统混合试验技术领域。为了提高实时混合试验伺服加载系统的精度和稳定性，本发明基于UKF的实时混合试验二阶段自适应时滞补偿方法首先通过多项式外插方法对伺服加载系统进行定时滞补偿，然后利用基于UKF的自适应时滞补偿方法进行幅值修正、变时滞补偿；定时滞补偿包括根据离线试验计算得到系统时滞；幅值修正、变时滞补偿包括根据离线试验计算得到系统初始状态均值、初始状态协方差阵，首先使用试验期望位移和实测位移通过UKF在线参数估计模块对加载系统模型参数在线估计，然后自适应补偿模块进行幅值修正和变时滞补偿。本发明补偿精度、稳定性高。

摘要： 本发明涉及一种多流体混合器及混合试验方法，该多流体混合器包括混合块；混合块内设置有柱状的混合室；混合室的顶壁和侧壁分别设置有出液口、多组进液口；混合室内设置有多个分流叶片组；分流叶片组包括若干分流叶片；分流叶片上设置有第一流道槽以及两组第二流道槽；第一流道槽和两组第二流道槽沿混合室长度方向排布；第一流道槽包括供进液口内流体斜冲的分流槽，以及分布在分流槽两侧的两组活动槽；活动槽和第二流道槽均用于供分流后的流体通过；本多流体混合器具备混合均匀、无需动力输入、易于维修清洗、适用范围广等优点。