为研究配箍率、箍筋连接方式、有无栓钉对十字型钢混凝土复合柱抗震性能的影响,对5根十字型钢钢骨混凝土复合柱(SSRCZ)和1根钢筋混凝土柱(RCZ)进行了拟静力试验,分析了压弯剪扭作用下试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、特征点参数及受扭等效黏滞阻尼系数,并推导了受扭承载力计算公式。结果表明:6个试件均发生了受扭破坏,SSRCZ试件的抗震性能优于RCZ试件,试件的扭矩-扭率曲线均呈捏拢“S”形;增大配箍率对SSRCZ试件抗震性能的影响并不明显;采用焊接箍筋能有效提升试件的延性和耗能能力;配置栓钉对SSRCZ试件受扭承载力和受扭耗能能力有一定程度提升,但其延性有一定程度降低。

为研究倒L形型钢混凝土梁的受扭性能,结合相关试验研究,采用ABAQUS有限元软件对5个试件作了建模分析,研究了混凝土强度、箍筋间距、纵筋配筋率、型钢型号、型钢与混凝土黏结滑移建模方法等对倒L形梁抗扭性能的影响。结果表明:混凝土强度等级对试件的极限承载力影响较大,但对试件延性和耗能能力的影响较小;纵筋配筋率对试件抗扭能力几乎没有影响;减小箍筋间距、提高型钢型号可以提升试件的延性和承载力;型钢-混凝土界面采用内聚力模型较摩擦接触模型的精度更高,但是计算成本相对较大,参数获取复杂。

为研究CFRP加固再生混凝土柱的复合受扭性能,以再生混凝土强度、CFRP粘贴方式和箍筋间距为研究参数,设计并制作了4根CFRP加固再生混凝土柱,通过压弯剪扭复合受力状态下的单调加载试验,研究其破坏形态、扭矩-扭率曲线特征、延性系数,并进行了损伤演变分析。结果表明:在达到极限承载力后,CFRP布被拉断、混凝土压溃,试件破坏;采用纵贴+横贴粘贴方式加固可以更显著提升试件的复合受扭性能;提高再生混凝土强度等级可较大幅度提升试件的极限扭矩;减小箍筋间距可提高开裂扭矩和极限扭矩;粘贴方式为纵贴+横贴试件的扭转延性系数相比仅纵贴试件大幅提高;提高再生混凝土强度等级和减小箍筋间距可有效减小损伤程度,CFRP粘贴方式为纵贴+横贴的试件比仅纵贴试件的损伤程度更小。

试验研究了4个配工字型钢混凝土梁试件和1个钢筋混凝土梁试件的剪扭性能,并用ABAQUS软件进行了数值模拟,分析了截面配钢率、混凝土强度、截面尺寸、箍筋间距对梁剪扭性能的影响。结果表明:模拟得到的扭矩-扭率曲线与试验值吻合较好;梁的极限扭矩随着截面配钢率的增大而增大,但当截面配钢率大于3.48%后,对极限扭矩的提高有限;随着混凝土强度的增加,梁的屈服扭矩和极限扭矩均增大,开裂扭率增大;梁的初始刚度、屈服扭矩、极限扭矩和延性均随着截面尺寸的增大而显著提升;提高截面配钢率和降低箍筋间距均可提升梁的延性。

为研究CFRP加固钢筋混凝土柱的复合受扭性能,设计了4个CFRP加固钢筋混凝土柱(CCZ柱)试件,开展了压弯剪复合受力状态下的单调受扭试验,研究了配筋率和CFRP加固方式对试件破坏形态、延性系数、扭矩-扭率(T-θ)曲线的影响,并进行了损伤演变分析。结果表明:当CFRP发生断裂后,试件将发生破坏;环贴+纵贴CFRP加固试件的受扭性能和延性较好,且配筋率对试件的受扭性能和延性影响较小;纵筋配筋率会影响试件的损伤形态,纵筋配筋率越大,试件损伤程度越小。

临近空间飞行器和火星探测飞行器首要面临低雷诺数、跨声速的特殊气动问题,针对此特殊环境下低雷诺数翼型的格尼襟翼增升方案,基于CFD方法开展了数值计算研究。对不同雷诺数、马赫数条件下,后缘加装不同高度格尼襟翼的Eppler387翼型的气动特性进行了对比分析,结果表明格尼襟翼增大了翼型的前缘吸力和后缘压差,从而显著增大了翼型环量和升力。在较高的马赫数下,格尼襟翼使翼型上表面低压区的范围扩大,对激波位置略有推迟。合适高度的格尼襟翼提高了翼型的最大升阻比,在中高升力系数下能够明显增大翼型的升阻比。研究结果能够为临近空间飞行器和火星探测飞行器的设计及改进提供技术支持。

为研究制备纳米银-聚吡咯（Ag-PPy）导电复合薄膜的最佳聚合工艺,分别采用静置、超声和磁力搅拌三种聚合工艺制备了纳米银-聚吡咯导电复合薄膜。用四探针法测量了复合薄膜的表面电阻值,用三维视频显微镜（3-DVM）观测其表面形貌并测定了膜层的厚度,用X射线衍射仪（XRD）分析了膜层物质的晶型。结果表明：采用频率为25kHz、功率为70 W的超声工艺制备的Ag-PPy导电复合薄膜的综合性能最好,在该条件下得到的复合薄膜表面平整,纳米银粒子在聚吡咯中分布连续且均匀,表面电阻值可达到0.68kΩ,复合物粒子在基体上沉积的厚度为56.28μm,沉积速率为8.67mgcm-2h-1。

某高速自由射流风洞是一座为满足当前大尺度模型、宽迎角范围、大试验空间等特殊要求而建设的一座下吹-引射式暂冲型风洞。与连续式风洞相比,自由射流风洞受冲击更大,尤其是在风洞试验舱内扩压器开口射流处,由于气流脉动频率与结构固有频率耦合所产生的振动对整个风洞的运行影响极大。文中采用数值计算方法,分别计算出试验工况下气流的脉动频率和扩压器的固有频率。分析研究二者的耦合情况,从目前工程领域振动控制的角度出发,提出五种削弱扩压器振动的方法。通过不同的方式来减少由气流脉动频率与结构频率耦合共振所带来的影响,从而降低整个风洞运行的风险性。

已有震害资料表明,支柱类设备具有较高的地震易损性。本文中提出使用钢丝绳及液压阻尼器组成的复合减震支座减小T型旁路开关的地震响应。本文首先分别对固定支座、钢丝绳阻尼器支座和复合支座的旁路开关进行有限元分析。随后对带复合减震支座的旁路开关进行了振动台试验,识别设备多阶振型,利用加速度响应及质量分布计算各截面弯矩,使用频响函数推算支座的减震效果。结果表明,液压阻尼器可以在钢丝绳阻尼器的基础上进一步减小设备的应力及位移响应。T型旁路开关基频较低且易受到高阶振型影响,设备支柱绝缘子中上部加速度响应最大,顶部位移最大而根部应力最大。减震支座能将设备的应力和位移响应减小大约50%,且设备的应力响应满足安全系数要求。

在海洋环境下随着海洋深度的增加,环境压力随之增加,导致在深海环境工作的液压源的液压油阻尼系数（黏度）增加,严重影响比例控制的控制特性。基于深海环境,建立电液比例阀的理论模型,通过Matlab/Simulink对系统仿真,研究随着阻尼系数的增加,PID控制中比例系数Kp对系统调整时间的影响。仿真结果表明高阻尼系数下,PID控制中比例系数Kp的值应适当大一点,以改善在高阻尼系数或深海条件下的系统动态特性,而在低阻尼系数或浅海条件下应该减小Kp的值。分析结果为深海环境下PID控制的设计提供参考。