大跨度斜拉桥钢-混组合梁一维日照温度场高效数值模型构建及试验验证

1

作者 黄民水 张健蔚 +3 位作者 罗金 万能 邓志航 何仲骜 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第S01期197-205,共9页

由于内部材料的分层,钢-混组合梁整体竖向温度梯度分布不均匀,温度场求解困难且模拟精度和效率不理想。该文以傅里叶热传导定律为理论基础,推导了钢-混组合梁的一维日照温度场数值计算通用模型,采用逐次超松弛迭代法进行求解;通过一个钢... 由于内部材料的分层,钢-混组合梁整体竖向温度梯度分布不均匀,温度场求解困难且模拟精度和效率不理想。该文以傅里叶热传导定律为理论基础,推导了钢-混组合梁的一维日照温度场数值计算通用模型,采用逐次超松弛迭代法进行求解;通过一个钢-混组合梁数值案例,对比分析了该方法与COMSOL的计算精度和效率;基于某大跨度斜拉桥的温度健康监测数据,验证了该方法对于日温度时程和全截面竖向温度梯度仿真的精度,并将竖向温度梯度的仿真结果与我国桥梁规范进行了对比。结果表明:该方法计算精度与物理场仿真软件保持一致,计算效率提升了78.3%,并能准确模拟大跨度斜拉桥钢-混组合梁的竖向温度分布,为大跨度斜拉桥钢-混组合梁温度效应的计算提供了强有力工具。 展开更多

关键词 一维日照温度场 高效数值模型 逐次超松弛迭代法 钢-混组合梁 傅里叶热传导定律

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环焦天线日照温度场数值分析

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作者 王怡昕 任毅行 +1 位作者 秦展鹏 但成松 《工业控制计算机》 2024年第2期109-110,113,共3页

日照产生的温度载荷是影响天线性能的主要因素之一,获取天线的日照温度场特性对于天线结构研究与性能维护十分重要。针对现有温度场研究缺乏环焦天线案例问题,仿真计算了9:00~16:00时间段某12 m天线的日照温度场。分析了该天线部件之间... 日照产生的温度载荷是影响天线性能的主要因素之一,获取天线的日照温度场特性对于天线结构研究与性能维护十分重要。针对现有温度场研究缺乏环焦天线案例问题,仿真计算了9:00~16:00时间段某12 m天线的日照温度场。分析了该天线部件之间的温差现象和主反射面与背架全天逐小时温度变化趋势。结果表明:天线部件间接收热量与热物性参数的差异会造成部件间温差较大;天线结构之间的互相遮挡会造成结构内部产生明显温度梯度;部件内部温差与温度分布均匀程度有关。 展开更多

关键词 环焦天线 日照温度场 温度分布

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钢板叠合梁日照温度场下竖向温度梯度模式分析

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作者 麻淑君 《交通世界》 2023年第12期119-122,共4页

为克服钢板叠合梁在当下规范中竖向温度梯度模式适用性不佳的问题,以青兰高速互通立交A匝道一号桥为例,采用基于传热学原理的有限元仿真方法,建立传热模型,结合实测数据,对最不利竖向温度梯度模式展开研究。研究结果表明,外侧钢梁面临... 为克服钢板叠合梁在当下规范中竖向温度梯度模式适用性不佳的问题,以青兰高速互通立交A匝道一号桥为例,采用基于传热学原理的有限元仿真方法,建立传热模型,结合实测数据,对最不利竖向温度梯度模式展开研究。研究结果表明,外侧钢梁面临复杂热边界,温差极值较大;由于夜间环境温度下降、外部热流密度大幅减少以及钢材与混凝土材料热工性能特点差异,日间竖向温度梯度显著大于夜间;采用指数函数的形式可以很好地阐述钢板叠合梁竖向温度梯度模式,与规范给出的梯度曲线相比,采用该方法分析所得的竖向温度梯度模式更为精确可靠,有利于减少安全隐患。 展开更多

关键词 桥梁工程 钢板叠合梁 日照温度场 温度梯度

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巨型射电望远镜(FAST)反射面支承结构日照温度场效应分析 被引量：22

4

作者 金晓飞 范峰 沈世钊 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第11期71-77,共7页

研究分析500m口径球冠状巨型射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope,简称FAST)反射面支承结构的日照温度场效应。借助ANSYS热分析模块,建立FAST反射面结构和实测周边地形的整体参数化有限元模型,计算最不利气候... 研究分析500m口径球冠状巨型射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope,简称FAST)反射面支承结构的日照温度场效应。借助ANSYS热分析模块,建立FAST反射面结构和实测周边地形的整体参数化有限元模型,计算最不利气候之一即夏季晴天无云天气各时刻的空气对流换热、太阳辐射、周围环境的长波辐射换热以及阴影遮挡等各种边界条件,在较为合理的结构初始温度场下,进行连续多天的时程分析,直至结构的任一点温度收敛于24h前的结果,并据此结果计算反射面结构温度变形和温度应力,给出日照下反射面形状拟合精度随时间的变化规律、结构应力的变化范围和分布规律。结果表明在日照下结构的温度场较不均匀,局部温差最高达到了11℃,较大地影响了反射面形状精度,为将来结构的设计、施工、监测以及控制提供了参考信息。 展开更多

关键词 FAST 日照温度场 时程分析 温度变形 温度应力

原文传递

大跨桥梁结构三维日照温度场计算方法 被引量：14

5

作者 顾斌 谢甫哲 +1 位作者 雷丽恒 高望 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期664-671,共8页

为了研究桥梁结构的三维日照温度场及其效应,基于计算机图形学理论中的光线跟踪技术和空间剖分技术,提出了三维复杂结构表面日照阴影的快速识别方法,在此基础上又基于传热学理论和有限元理论提出了大跨桥梁结构三维日照温度场的模拟方法... 为了研究桥梁结构的三维日照温度场及其效应,基于计算机图形学理论中的光线跟踪技术和空间剖分技术,提出了三维复杂结构表面日照阴影的快速识别方法,在此基础上又基于传热学理论和有限元理论提出了大跨桥梁结构三维日照温度场的模拟方法.最后以某大跨混凝土连续箱梁桥为例,对该方法进行了验证,并对大跨混凝土连续箱梁桥的三维日照温度场进行了分析.结果表明:大跨混凝土连续箱梁桥的悬臂板并不能为其腹板提供有效遮挡,悬臂板遮挡的影响深度约等于悬臂板长度,在影响深度范围之内腹板表面温度基本呈线性变化,而在影响深度之外温度基本不变;顶板上下表面和底板下表面的温度在桥梁纵向上的温差很小,但底板内表面温度在桥梁纵向上的温差较大,可达5.3℃.该方法可为大跨桥梁结构的日照温度效应的更准确计算提供依据,同时也可对大跨桥梁结构响应中的温度效应进行更精确的分离. 展开更多

关键词 大跨桥梁结构 三维日照温度场 光线跟踪技术 空间剖分技术 计算机图形学理论

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高速铁路空心高墩日照温度场研究 被引量：8

6

作者 张亮亮 陈勇 张海洋 《山东交通学院学报》 CAS 2013年第1期42-46,共5页

以高速铁路贵广线某特大桥桥墩为研究对象,通过现场实测桥墩日照温度场和沿墩高方向的日照温度场变化,结合大型通用有限元软件ANSYS建立有限元模型,模拟计算桥墩温度场,并将计算结果与实测温度进行对比分析,证明有限元模型的准确性和AN... 以高速铁路贵广线某特大桥桥墩为研究对象,通过现场实测桥墩日照温度场和沿墩高方向的日照温度场变化,结合大型通用有限元软件ANSYS建立有限元模型,模拟计算桥墩温度场,并将计算结果与实测温度进行对比分析,证明有限元模型的准确性和ANSYS模拟计算温度场的实用性。最后采用最小二乘法拟合出混凝土空心高墩沿壁厚方向的温度梯度模式,为进一步计算和研究日照温度效应做好准备。 展开更多

关键词 混凝土空心高墩 日照温度场 温度梯度 ANSYS

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圆形空心墩日照温度场Laplace变换解析计算 被引量：1

7

作者 赵亮 杨志勇 张亮亮 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2016年第6期1003-1008,共6页

为研究混凝土圆形空心墩的日照温度分布及变化特征,建立了日照作用下空心墩瞬态热传导问题的数学模型.利用气象参数描述边界条件,采用Laplace变换,将时间域的问题转换成Laplace域上的问题,利用Stehfest数值反演得到时间域的解答,从而得... 为研究混凝土圆形空心墩的日照温度分布及变化特征,建立了日照作用下空心墩瞬态热传导问题的数学模型.利用气象参数描述边界条件,采用Laplace变换,将时间域的问题转换成Laplace域上的问题,利用Stehfest数值反演得到时间域的解答,从而得到温度场的解析计算式.编程计算得到温度场,与实验测得结果进行对比,两者的温度变化趋势基本一致,结果吻合较好.气象参数分析表明太阳辐射、风速、日平均气温,以及日温度变化幅度是影响混凝土空心墩的温度分布的主要因素. 展开更多

关键词 混凝土圆形空心墩 日照温度场 解析方法 Laplace积分变换

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大口径望远镜反射面日照温度场效应实验研究 被引量：2

8

作者 付丽 王锦清 徐平 《中国科学院上海天文台年刊》 2011年第1期62-68,共7页

针对大口径射电望远镜主反射面在日照作用下产生温度梯度及形变问题,建立了完整的温度测量及精度评估的系统。在特定的测量条件下,利用红外热像仪测量了望远镜主反射面的温度,获得了不同时刻的温度分布情况,并得到最大温差为7.8℃。采... 针对大口径射电望远镜主反射面在日照作用下产生温度梯度及形变问题,建立了完整的温度测量及精度评估的系统。在特定的测量条件下,利用红外热像仪测量了望远镜主反射面的温度,获得了不同时刻的温度分布情况,并得到最大温差为7.8℃。采用全息法分析主反射面的精度变化情况,得到由于温度变化导致的最大误差为0.33 mm。结果表明:温度对望远镜主反射面的精度影响较大,需采取合适的测试系统实时监测温度,并调整主反射面板以提高精度。 展开更多

关键词 射电望远镜 日照温度场 精度 红外热像仪 全息法

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混凝土箱梁桥日照温度场的实测与仿真分析 被引量：1

9

作者 顾斌 顾志虎 杨明 《盐城工学院学报（自然科学版）》 CAS 2012年第4期8-12,共5页

通过对某大型混凝土箱梁桥温度场的观测,分析了混凝土箱梁在日照辐射作用下的温度变化情况和竖向温度梯度的分布规律,发现日照辐射作用下混凝土箱梁竖向温度梯度模式近似服从指数分布。建立了基于气象参数的混凝土箱梁日照温度场有限元... 通过对某大型混凝土箱梁桥温度场的观测,分析了混凝土箱梁在日照辐射作用下的温度变化情况和竖向温度梯度的分布规律,发现日照辐射作用下混凝土箱梁竖向温度梯度模式近似服从指数分布。建立了基于气象参数的混凝土箱梁日照温度场有限元模型,并验证了该模型的准确性。最后,计算了50年一遇气象参数条件下混凝土箱梁竖向温度梯度分布情况,结果表明,极端条件下混凝土箱梁竖向最大温差可达18.5℃。 展开更多

关键词 混凝土箱梁 日照温度场 仿真分析 实测数据

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寒区PC连续箱梁日照温度场测试与分析

10

作者 聂玉东 王宗林 《低温建筑技术》 2012年第6期131-133,142,共4页

对黑龙江省齐齐哈尔嫩江大桥PC连续箱梁日照温度场进行测试,分析箱梁顶板、底板、腹板温度变化规律及温差分布规律,总结得出计算箱内温度的经验公式。

关键词 日照温度场 PC连续箱梁 箱内温度

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基于气象条件的客运专线简支箱梁日照温度场研究 被引量：5

11

作者 刘勇 苏海霆 戴公连 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期154-159,共6页

分析日照作用下混凝土箱梁与环境的热交换机理,结合桥位气象条件,采用瞬态热流边界模拟日照温度条件、计算客运专线简支箱梁温度场,采用实测数据对该方法进行验证。以我国客运专线采用的无砟轨道32m标准跨径简支箱梁为工程背景,分析基... 分析日照作用下混凝土箱梁与环境的热交换机理,结合桥位气象条件,采用瞬态热流边界模拟日照温度条件、计算客运专线简支箱梁温度场,采用实测数据对该方法进行验证。以我国客运专线采用的无砟轨道32m标准跨径简支箱梁为工程背景,分析基于气象条件的客运专线标准跨径简支箱梁日照温度场分布特征,探讨大气透明度系数、覆盖层厚度及混凝土表面吸收率等参数对箱梁温度场的影响。研究表明:箱梁日照温度边界可采用瞬态热流边界进行模拟,计算渡越时间约为84h;箱梁最值温度与大气透明度系数正相关,且对顶板温度的影响最大;梁顶覆盖层能有效减小梁顶的温度变化幅度;提高混凝土表面的光洁度或采用浅色涂层以减小混凝土表面吸收率,可有效降低箱梁的温度变化幅度。 展开更多

关键词 简支箱梁 日照温度场 热流边界 客运专线 气象条件 参数化模型

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混凝土箱梁桥日照温度场有限元分析与辐射换热系数研究 被引量：4

12

作者 季伟强 吴定俊 李奇 《结构工程师》 北大核心 2015年第2期138-144,共7页

采用二维等效太阳高度角概念计算太阳阴影长度,并借助自编程序实现混凝土箱梁桥温度场分析的有限元模型边界条件加载。首先采用实桥测量数据检验了计算模型和方法的正确性,然后针对以往研究忽视了大气辐射与灰体辐射的差别,分析了大气... 采用二维等效太阳高度角概念计算太阳阴影长度,并借助自编程序实现混凝土箱梁桥温度场分析的有限元模型边界条件加载。首先采用实桥测量数据检验了计算模型和方法的正确性,然后针对以往研究忽视了大气辐射与灰体辐射的差别,分析了大气辐射系数取值对于混凝土箱梁桥顶板上表面温度值的影响。最后指出根据能量守恒定律进行的室内辐射换热系数试验得到的是不完全辐射换热系数。 展开更多

关键词 混凝土箱梁 日照温度场 二维等效太阳高度角 大气辐射系数 辐射换热系数 不完全辐射换热系数

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北京地区某钢-混组合箱梁日照温度场研究 被引量：7

13

作者 武庆祥 龙佩恒 焦驰宇 《北京建筑大学学报》 2016年第2期22-27,共6页

通过对北京地区某钢-混组合箱梁日照温度场的分析,探究组合梁桥的竖向、横向温度梯度曲线时程变化规律.与现行规范中的温度梯度进行对比,得出如下结论:混凝土板沿板厚方向的温差曲线为指数函数;钢箱梁沿竖向的温差曲线为多项式函数;组... 通过对北京地区某钢-混组合箱梁日照温度场的分析,探究组合梁桥的竖向、横向温度梯度曲线时程变化规律.与现行规范中的温度梯度进行对比,得出如下结论:混凝土板沿板厚方向的温差曲线为指数函数;钢箱梁沿竖向的温差曲线为多项式函数;组合梁横向梯度温度按指数函数分布,应考虑其作用效应;钢混组合梁规范中的竖向梯度温度和实际温度场存在一定程度不同,需要进一步改进. 展开更多

关键词 钢-混凝土组合结构 日照温度场 竖向梯度温度 横向梯度温度 指数函数

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有砟铁路箱梁桥施工期日照温度场的试验研究 被引量：1

14

作者 白存现 卢文良 +2 位作者 马亚娟 徐林峰 吴春武 《混凝土》 CAS CSCD 北大核心 2013年第11期156-160,共5页

通过在某施工期铁路混凝土箱梁桥内部布设温度传感器,建立了现场温度测试系统,实测了晴天时混凝土箱梁内部温度及环境温度。经分析试验数据,得出了太阳辐射下混凝土箱梁沿竖向温度分布、沿板厚的温度分布及最大温差发生的时间和峰值,实... 通过在某施工期铁路混凝土箱梁桥内部布设温度传感器,建立了现场温度测试系统,实测了晴天时混凝土箱梁内部温度及环境温度。经分析试验数据,得出了太阳辐射下混凝土箱梁沿竖向温度分布、沿板厚的温度分布及最大温差发生的时间和峰值,实测沿箱梁竖向最大温差约为12℃,沿板厚最大温差为8℃,且腹板温差小于顶板温差。按铁路桥梁相关规定计算了沿梁高的温度梯度,实测值与计算值符合良好。 展开更多

关键词 施工期 混凝土箱梁 日照温度场 温度梯度

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考虑沥青路面影响的钢箱梁桥日照温度场数值模拟 被引量：3

15

作者 谢旭 张海萍 肖新辉 《公路与汽运》 2017年第5期131-134,182,共5页

为了研究带铺装层的钢箱梁日照温度场分布规律,开展日照温度作用下受改性沥青玛蹄脂路面影响的钢箱梁温度场数值模拟,根据传热学和有限元基本理论,综合考虑辐射、对流、传导等热交换对温度场的影响,建立某悬索桥有沥青砼铺装层钢箱梁有... 为了研究带铺装层的钢箱梁日照温度场分布规律,开展日照温度作用下受改性沥青玛蹄脂路面影响的钢箱梁温度场数值模拟,根据传热学和有限元基本理论,综合考虑辐射、对流、传导等热交换对温度场的影响,建立某悬索桥有沥青砼铺装层钢箱梁有限元模型,对该梁段日照温度场进行仿真计算分析,拟合钢箱梁的竖向温度梯度函数。结果表明,数值分析结果与实测数据吻合,铺装层对钢箱梁温度作用具有滞后效应,利用气象资料及经验公式得到的太阳辐射值对其温度场进行仿真分析可行。 展开更多

关键词 桥梁 日照温度场 沥青砼铺装层 钢箱梁 仿真计算

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薄壁箱型梁桥日照温度场的数值计算分析 被引量：5

16

作者 田杨 夏招广 《四川建筑科学研究》 北大核心 2009年第2期67-70,共4页

基于箱梁内空气为完全透射体,内壁混凝土表面之间仅有辐射换热和对流换热的基本假定,建立了薄壁箱型梁桥日照温度场的数学模型。根据实测环境温度分布,用平面四边形等参数单元PLANE55和表面效应单元SURF151建立了托克托准格尔黄河特大... 基于箱梁内空气为完全透射体,内壁混凝土表面之间仅有辐射换热和对流换热的基本假定,建立了薄壁箱型梁桥日照温度场的数学模型。根据实测环境温度分布,用平面四边形等参数单元PLANE55和表面效应单元SURF151建立了托克托准格尔黄河特大桥二维瞬态温度场的有限元模型,计算了箱梁在不同时刻的日照温度分布,并与现场的实测数据进行了比较和分析,得出如下结论:在日照作用下,箱梁顶板上下缘之间的温差最大值约在下午14∶00出现;理论计算的温度时程曲线与实测的温度时程曲线吻合较好;混凝土壁板中的温差分布,可以采用指数曲线进行拟合。 展开更多

关键词 薄壁箱型梁 日照温度场 数值计算

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柱板式空心高墩日照温度场试验与分析研究 被引量：3

17

作者 顾皓玮 虞庐松 《兰州交通大学学报》 CAS 2015年第1期28-32,共5页

通过对某柱板式空心高墩温度场现场实测资料分析,得出混凝土空心墩日照温度场分布规律.依据实测数据、气象学和传热学确定桥墩温度场有限元模拟的热物理参数与边界条件,建立符合实际温度状态的ANSYS有限元分析模型,并将计算结果与实测... 通过对某柱板式空心高墩温度场现场实测资料分析,得出混凝土空心墩日照温度场分布规律.依据实测数据、气象学和传热学确定桥墩温度场有限元模拟的热物理参数与边界条件,建立符合实际温度状态的ANSYS有限元分析模型,并将计算结果与实测数据进行对比验证有限元分析的正确性与适用性.选取最不利温差分布进行函数拟合,提出符合西北地区或气候相似区域的柱板式空心墩温度梯度模式,为空心高墩的温度荷载标准制定及结构设计提供参考. 展开更多

关键词 柱板式空心高墩 日照温度场 温度梯度 ANSYS

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基于ANSYS软件的混凝土薄壁箱梁日照温度场有限元分析 被引量：15

18

作者 谢鹏 宋志仕 《公路工程》 北大核心 2017年第2期85-90,共6页

混凝土薄壁箱梁的日照温度场在很大程度上决定了预应力混凝土斜拉桥的温度效应,日照温度场受太阳辐射、地理位置、风向等诸多环境因素的影响,变化极其复杂。以厦蓉高速赤石特大桥为工程背景,针对主梁薄壁混凝土箱型截面,采用有限元方法... 混凝土薄壁箱梁的日照温度场在很大程度上决定了预应力混凝土斜拉桥的温度效应,日照温度场受太阳辐射、地理位置、风向等诸多环境因素的影响,变化极其复杂。以厦蓉高速赤石特大桥为工程背景,针对主梁薄壁混凝土箱型截面,采用有限元方法,利用气象资料对日照温度场进行了仿真计算分析,并利用实测温度场对仿真分析中的参数取值进行校准,验证了有限元仿真计算分析方法的正确性;运用验证后的有限元模型,预测了不同时刻的混凝土薄壁箱梁截面温度场,对混凝土薄壁箱梁截面日照温度场的变化规律进行了总结,为同类型桥梁工程温度场的仿真计算提供了参考。 展开更多

关键词 桥梁工程 薄壁箱梁 日照温度场 ANSYS软件 仿真计算分析

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钢结构构件日照温度场和温度作用取值研究 被引量：3

19

作者 盛一安 王柏生 《低温建筑技术》 2021年第6期52-57,共6页

钢结构在施工和运营过程中受到日照影响会产生不均匀温度场。文中综合目前对钢结构日照温度场的研究,总结出基于气象资料的钢结构构件日照温度场数值模拟方法。通过试验验证该计算方法的有效性,并以杭州地区某实际工程为例,利用该方法... 钢结构在施工和运营过程中受到日照影响会产生不均匀温度场。文中综合目前对钢结构日照温度场的研究,总结出基于气象资料的钢结构构件日照温度场数值模拟方法。通过试验验证该计算方法的有效性,并以杭州地区某实际工程为例,利用该方法对该工程的温度作用取值做了计算。 展开更多

关键词 箱型钢结构构件 日照温度场 数值模拟 温度作用

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基于遗传算法的混凝土箱梁日照温度场的仿真分析

20

作者 张宁宁 顾斌 边磊 《盐城工学院学报（自然科学版）》 CAS 2013年第1期14-17,共4页

针对混凝土箱梁日照温度场仿真计算中材料参数难以准确取值的问题,建立了基于遗传算法的混凝土箱梁日照温度场计算模型。通过对某大型混凝土箱梁桥日照作用下温度场的模拟表明,该模型具有很好的适应性,虽然不一定能找寻出材料的真实性... 针对混凝土箱梁日照温度场仿真计算中材料参数难以准确取值的问题,建立了基于遗传算法的混凝土箱梁日照温度场计算模型。通过对某大型混凝土箱梁桥日照作用下温度场的模拟表明,该模型具有很好的适应性,虽然不一定能找寻出材料的真实性能参数,但可以较为准确地模拟日照辐射作用下混凝土箱梁的温度场。 展开更多

关键词 遗传算法 仿真分析 混凝土箱梁 日照温度场

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