双向拉伸聚丙烯薄膜shish-kebab结构的辐照劣化模型研究

高能射线辐照会导致电容器储能介质发生交联和降解等化学变化,进而影响到电容器的宏观电气性能和应用性能。该文以双向拉伸聚丙烯(biaxially oriented polypropylene,BOPP)薄膜典型的串晶结构(shish-kebab)为对象,研究了γ辐照积累剂量D对分子链结构和结晶特性的影响,建立了辐照劣化模型。研究结果表明,当D<10 kGy时,辐照交联和降解反应同时发生且程度相当,结晶度和大分子含量均无明显变化;当D≥10 kGy时,辐照降解反应占主导,shish晶逐渐被破坏,结晶度和大分子含量逐渐下降;当D=1000 kGy时,shish-kebab结构几乎完全破坏,薄膜内主要为片晶和无定形结构。该模型描述了γ辐照下shish-kebab结构的劣化过程,为聚合物晶体结构的辐照老化机理研究提供参考。

干湿循环作用下云母石英片岩抗剪强度损伤劣化模型

为探究干湿循环作用对片岩抗剪特性的影响,以鄂西北广泛分布的云母石英片岩为研究对象,通过直剪试验揭示其在干湿循环作用下抗剪性能的劣化规律,并建立损伤劣化模型。结果表明:云母石英片岩抗剪性能在干湿循环作用下劣化效应明显,且前期劣化速率较快、幅度较大,后期劣化速率减慢、幅度降低;干湿循环20次后,云母石英片岩不同法向应力下峰值剪应力劣化度为16.27%~29.59%,黏聚力、内摩擦角劣化度分别为26.58%、15.36%,黏聚力对干湿循环作用的影响更为敏感。基于Lemaitre损伤理论与统计损伤本构模型,建立起云母石英片岩抗剪强度损伤劣化模型,计算所得峰值剪应力预测值与试验值相对误差为1%~6%,可有效预测干湿循环作用下云母石英片岩的抗剪强度变化。

基于裂缝劣化模型的主梁最佳养护时机确定

为了确认主梁最佳养护时机,降低桥梁养护费用,使桥梁养护工作高效化。根据石马沟2号大桥主梁裂缝各项影响因素情况,采用有限元分析,建立符合依托工程的劣化-时间模型,依据现有的养护信息,选取桥梁全寿命周期内不同的时间节点,模拟在该时间节点时,对于桥梁采取预防性养护措施所产生的实际效益和花费进行量化衡量,以确定最优养护时机。结果显示:本文中针对石马沟2号大桥主梁最佳养护时机的研究具有一定的推广性。

冻融循环作用下层理砂岩物理特性及劣化模型

岩石在冻融环境下发生的损伤与其层理结构密切相关,同时冻融损伤作为一种综合表现,单纯考虑岩体内部某一种尺度缺陷或外部单一因素在冻融循环作用下的变化,不足以客观反映损伤情况。对垂直、平行层理试样开展0、20、40次冻融试验,首先探究了层理砂岩在冻融过程中的损伤发育特征,之后基于Ф100 mm SHPB试验装置,进行5种弹速下的冲击试验,分析了冻融循环条件下层理砂岩冲击破碎块度分布规律,以冻融损伤累积与破碎块度的相关性为理论依据,以力学性质的冻融劣化为思想建立了层理砂岩的冻融劣化模型,研究结果表明:冻融环境下,两种试样孔隙发育、纵波波速表现出显著差异,平行层理试样相对更容易发生损伤;各级冲击弹速下破碎块度分布与冻融循环次数之间存在正相关、负相关以及波动型3种相关关系;劣化模型基于负相关区域数据和成比例相同区域数据得到的强度、峰值应变计算值与实测值非常接近,基于正相关区域数据得到的强度计算值也与实测值有很好的一致性。

冻融循环作用下饱水砂岩的强度劣化模型

为研究冻融循环作用下饱水砂岩的强度劣化规律,开展了饱水条件下两组具有不同初始孔隙率砂岩的室内冻融循环试验。在测量砂岩孔隙率变化量、静态峰值强度和动态峰值强度的基础上,分析了整个冻融循环次数内两组砂岩孔隙率变化量和峰值强度损失率的演化规律。采用孔隙率变化量来衡量岩石的冻融损伤,比较了两组砂岩的冻融损伤程度大小。基于孔隙率变化量建立了饱水砂岩在冻融循环作用下的相对剩余峰值强度劣化模型,并选取与饱水砂岩强度劣化模型相同的函数对试验数据进行了拟合验证。结果表明:在整个冻融循环次数内,两组砂岩的孔隙率变化量和峰值强度损失率均随着冻融循环次数的增加而增大。B组砂岩的冻融损伤程度大于A组砂岩,但其峰值强度损失率却低于A组砂岩,说明饱水砂岩的峰值强度受冻融循环次数与应变率共同影响,且二者影响机制相反。冻融循环作用下饱水砂岩相对剩余峰值强度与孔隙率变化量的拟合关系较好,表明冻融前后的孔隙率变化量适用于评估饱水砂岩冻融作用后的相对剩余峰值强度。

隧道衬砌抗弯承载能力概率劣化模型

提出同时考虑时间效应与参数不确定性的隧道衬砌可靠度分析框架.考虑衬砌受环境侵蚀引起的钢筋截面面积减少以及钢筋-混凝土黏结力下降,得到其抗弯承载能力时变模型.考虑模型中参数不确定性,建立时变概率模型.采用蒙特卡洛模拟(MCS)方法对理论模型的准确性以及计算效率进行验证.分析模拟结果,对抗弯承载能力的分布进行讨论.通过有限元分析,使用反转应力荷载释放法得到可靠度分析的荷载模型.采用当量正态化(JC)法,构建隧道衬砌抗弯承载能力劣化可靠度分析框架.通过算例对地下水氯离子侵蚀下衬砌抗弯承载能力的时变概率特征进行研究.结果表明,随时间增长抗弯承载力的均值和标准差均减小;当初始计算变量同时存在正态变量与对数正态变量时,抗弯承载力计算结果更服从对数正态分布;衬砌负弯矩区域可靠度远高于正弯矩区域.

基于概率的桥梁劣化模型与维护策略关系

桥梁结构在服役过程中,随着时间的推移,抗力不断降低,其性能逐渐退化.提出桥梁在服役过程中可靠指标的非线性指数劣化模型以及状态指标的非线性劣化模型,能够反映劣化过程中的高次变化规律,结合两种不同的周期预防性维护策略,推导了桥梁服役期间任意时刻可靠度指标与状态指标的计算公式,研究了桥梁可靠度指标与状态指标之间的相互关系.

受力状态下混凝土材料劣化模型与可靠性分析

通过分析试验数据,修正和改进了现有混凝土碳化深度预测模型中的应力影响系数和水灰比影响系数,并给出了基于可靠性分析的混凝土结构材料劣化寿命准则。分析表明:拉、压应力状态下,混凝土碳化速率分别得到促进和抑制,特别是随着拉应力水平的增加,碳化速率越来越快;通过可靠性分析可得,混凝土材料劣化概率与可靠度存在一一对应的关系,同时混凝土保护层厚度和应力水平对混凝土结构的寿命影响显著,在具有相同可靠度保障时,随着拉应力水平的提高或保护层厚度的减小,混凝土材料的劣化时间将缩短。

混凝土桥梁劣化模型研究

结合我国有关规范与标准,在国内首次给出了混凝土桥梁结构两段线性劣化模型的参数取值;鉴于目前国际上惯用的基于分段计算法的桥梁劣化模型指标表达公式繁杂不统一,不便于进行桥梁维修分析,提出了生效函数法;基于该法,在国内外首次建立了混凝土桥梁结构的简单统一的维修监控指标计算公式。

可靠度劣化模型在桥梁维修决策中的应用

已有桥梁无论是进行改造,还是维修加固,对其进行可靠度鉴定是一项不可缺少的前提工作。研究桥梁结构服役期间的可靠性对于预测桥梁服役寿命,安排合理、经济、科学的维护时间和方案具有重要的指导意义。该文以双线性劣化模型来描述桥梁结构的可靠度退化状态,讨论了关键参数的确定方法,并以东北地区7座钢筋混凝土桥梁为例,分析了该模型在桥梁维修决策中的应用。

既有工程结构劣化模型分析研究

本研究对工程结构进行评价的基础上,对既有工程结构剩余寿命的预测进行了研究,尤其在结构劣化模型的选取方面做了较深入的探讨,在充分分析结构的实际劣化情况和现有文献提供的结构劣化直线模型(认为结构的劣化速率随时间是不变的)的基础上,提出了一种折线模型(认为结构在每年内的劣化速度不变,而不同年份速度不同),为了验证此模型的可靠性,利用蒙特卡罗模拟预测模型,对不同维护情况下结构的剩余寿命用直线和折线两种劣化模型分别进行了预测,结果表明折线模型是可靠的,它比直线模型更接近于实际状态。

基于“等劣化模型”的综采设备可靠性寿命研究

在设备"等劣化模型"的基础上,提出以平均无故障工作时间tM和平均修复时间tR作为综采设备的可靠性寿命指标,并对其劣化规律进行了分析。针对综采设备可靠性特点及其影响因素,构建了液压支架的可靠性寿命指标体系,并采用隶属度函数方法进行了可靠性寿命的计算,其计算结果与生产实际有较好的一致性。

碱液下GFRP筋力学性能劣化模型研究

为研究碱液下玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋力学性能劣化规律,对直径为20mm和25mm的GFRP筋进行碱溶液分别浸泡30、90d和180d后的拉伸试验,得到筋体在碱液不同腐蚀时间后筋体的极限拉伸强度及弹性模量等力学性能指标;对比研究了相同直径筋体在盐溶液浸泡180d后的力学性能变化;建立了碱液下GFRP筋剩余强度衰减模型。结果表明,相同的腐蚀龄期,碱性环境对GFRP筋力学性能劣化影响高于盐环境;碱液下GFRP筋拉伸强度随浸泡时间的增长呈下降趋势,GFRP筋前期被腐蚀速率高于后期;分析修正后的碱液下筋体剩余强度衰减模型与试验结果吻合度较高。

系统的劣化模型与可靠度预计

本文从分析系统随时间逐渐劣化的客观规律入手，在随机过程理论的基础上提出了描述系统强度均值衰减和方差变化的模型，给出了确定模型中各个参数的具体方法．利用这个模型可方便地预计系统的可靠度．

应用“等劣化模型”确定龙门起重机大修周期

一、引言 龙门起重机广泛应用于铁路、港口等货场,全国仅铁路货场就拥有近1400台。合理的维修制度对确保设备良好技术状态和提高生产效益具有重要的意义。表1是我国和前苏联的铁路龙门起重机大修管理规范。

往复荷载下锈蚀钢筋混凝土粘结滑移劣化模型

基于已有往复荷载下未锈蚀钢筋混凝土构件的粘结滑移模型,考虑了钢筋锈蚀的影响,从细观的角度对粘结滑移外包线、粘结强度衰减系数、摩擦粘结强度衰减系数、反向粘结强度以及残余粘结强度和其所对应的滑移值进行了理论上的推导和修正,提出了低周往复荷载下考虑循环劣化的锈蚀钢筋混凝土构件的粘结滑移模型,将理论所得的数据和已有实验数据进行对比,结果吻合较好.研究结果对考虑钢筋锈蚀条件下混凝土构件的抗震性能有参考价值.

基于全寿命理念的伸缩缝及支座劣化模型研究

对全寿命理念作了简要介绍,根据桥梁使用状况,通过分析不同维护策略下伸缩缝及支座的性能变化曲线,建立了伸缩缝及支座性能劣化模型,并加以研究,对我国桥梁设计具有一定的参考价值。

硫酸盐腐蚀环境下湿喷塑钢纤维混凝土劣化模型研究

通过测试不同塑钢纤维(HPP)掺量的湿喷纤维混凝土抗压强度及其在硫酸钠浓度为5%的环境条件下的抗腐蚀性能,确定湿喷纤维混凝土在腐蚀环境下的塑钢纤维的适宜掺量,探寻湿喷塑钢纤维混凝土的腐蚀劣化规律,据此可进行混凝土的寿命预测。研究结果表明,塑钢纤维的最佳掺量为8 kg/m3,试验结果可以作为单层喷锚衬砌结构耐久性定量设计的依据。

基于钢筋锈蚀劣化模型的混凝土结构寿命预测

根据钢筋混凝土结构构件的实际工作情况,提出了一种基于钢筋锈蚀劣化模型的混凝土结构使用寿命预测方法。该方法结合混凝土结构耐久性现状检测结果,以锈胀裂缝宽度或承载力达到极限状态作为结构使用寿命终结的控制标准,根据钢筋锈蚀量预测模型推算结构不同劣化程度时的剩余使用寿命。

浅谈柴油机油劣化模型的建立

柴油机油为内燃机提供润滑、防锈、清洗等多种保护,受到高温、剪切、金属催化、燃烧等多种工况作用,柴油机油会发生极其复杂的化学变化并逐步失去作用,对柴油机油失效规律研究,推进按质换油、科学延长油品使用寿命具有重要意义。本文应用时间序列ARMA模型建立了润滑油的失效模型,实践证明模型可较准确反映柴油机油的失效规律,对确定换油周期具有重要意义。