水泥-纤维改良昆明地区红黏土动力特性试验

为了研究水泥-玄武岩纤维对于昆明地区红黏土的动力特性的改良效果,在已有的室内试验基础上,分别对未改良红黏土和12%掺量的水泥、0.5%玄武岩纤维的改良红黏土,在一定围压和加载频率条件下进行室内动三轴试验,着重分析了围压、频率和干湿循环对动力学变形性质与动力学强度性质的影响。试验结果表明:改良前后的红黏土动力特性有所不同,改良前动应力幅值与动应变幅值符合双曲线模型,而改良后的红黏土动变形整体呈现出线弹性,符合线性回归模型与Logistic回归模型。改良后红黏土的最大动弹性模量明显增加、阻尼比会明显下降、动力破坏形式发生改变、动强度明显增大,并分析了围压、频率和干湿循环次数对改良前后红黏土的动力特性的影响,拟合并得出相关参数。

大视场双缝载频散斑干涉成像检测系统

针对大面积的动态检测对大视场角散斑干涉技术的需求,研究了一种基于4f成像的大视场载频散斑干涉系统。该成像系统由前置广角镜头和4f成像系统组成;利用双缝干涉产生稳定的载频,在其中一个狭缝上加入不同楔角的光楔来控制剪切量的大小。分析了4f系统的焦距与双缝的间距和载频值之间的关系;采用散斑场自相关标定了4f系统中散斑统计的平均尺寸。分析证明:采用孔距为2mm的双缝配合80mm焦距的4f系统可以实现2π/3的稳定载频。分别采用12mm和6mm的标准成像镜头测量了动态形变的橡胶板,实现了40°和65°视场角的散斑干涉检测系统。实验结果证明该系统能实现大视场测量,载频与剪切量调节相互分离,提高了散斑检测系统的效率。

二维点列式激光多普勒法测量物体速度

提出了一种二维点列式激光多普勒测量方法,用于捕捉轨迹有一定波动范围的空间运动物体的速度信息。该方法使衍射光栅产生的多束相干光在空间某探测位置相交,从而形成一个结构可调的二维探测体阵列。当物体轨迹的波动量在二维阵列范围内时,系统即可以获得其速度信息。与扩展光束型的多普勒测速系统相比,该方法具有空间分辨率高及能量集中等优点,因此可以用于远距离探测。另外,对固体表面散射光的多普勒信号进行了分析及模拟。结果表明:测量结果与模拟结果相一致,且经频谱校正后的平均误差可以达到1.63%。该系统结构易于集成,调节方便,适用于轨迹有一定波动量的空间物体的速度测量。

可编程THz-TDS锁相放大技术

太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)其光导天线产生的信号与背景噪声相比极其微弱,需要采用锁相放大技术对信号进行放大处理。根据锁相放大的基本原理和太赫兹时域光谱系统的特点,设计出了基于AD630的可编程THz-TDS锁相放大系统,该系统能够根据使用要求提供合适的中心斩波频率和带宽值。通过实验得到了由模拟开关控制的可编程带通滤波器在不同中心斩波频率处的输出值和带宽的关系曲线,并通过模拟实验验证了系统对微弱信号的探测能力。最后,在光学延迟线移动速度为1 500μm/s,连续扫描的情况下,采集到的THz信号的信噪比在50 dB左右。结果表明,该系统具有中心斩波频率和带宽可调,锁相效果好,体积小,便于太赫兹仪器的集成化等优点。

散斑相关法标定电涡流传感器电压输出曲线

为了精确的测量电涡流传感器的距离-电压输出线性区间和线性位移精度,本文采用了显微散斑相关法对位移进行标定。首先,利用精度为5μm位移平台进行位移调节,得到位移和电涡流传感器输出电压的线性区间。然后,在线性区间内进行密集采样,通过显微照相系统采集散斑图,利用散斑相关法求出位移,得到更高精度的位移-电压曲线。分析了显微散斑照相的检测流程与检测精度;讨论了散斑尺寸对测量的影响。设计了测量光路参数:采用40×显微物镜配合20×读数显微镜可以实现64.5×的放大倍率。对40铬材料进行了位移-电压曲线标定实验,实验结果证明:本系统可以实现高精度的电涡流传感器位移标定,测量精度达到0.09μm,要实现更高精度的标定可以提高显微系统的放大倍率。

水泥-磷石膏改良泥炭质土动力特性研究

为了研究水泥-磷石膏的综合改良对昆明滇池地区泥炭质土动力特性的影响效果,基于前期已有的室内试验成果,对掺入不同含量水泥和磷石膏的改良泥炭质土进行室内动三轴试验,重点研究了其动力响应和强度特性在不同围压、加载频率、掺量、固结比、动应力幅值条件下所受的影响,分析了N=6振级下的滞回曲线变化规律以及XRD测试结果。研究表明,经改良后的泥炭质土动力特性有极大的变化。在仅掺入水泥作为主改良剂的基础上,刚度和弹性得到一些提升。之后加入磷石膏作为外加剂,二者综合作用下的提升效果更加明显,抗变形能力显著提升,土体能量消散能力降低,滞回曲线有明显向纵坐标轴偏转的趋势。由此说明相较于水泥的单一作用,水泥-磷石膏的复合作用对改良泥炭质土的土体刚度和弹性有着更加显著的提升作用,极大地提升了抗震性能,改良后的泥炭质土可以更好地应用于相关的实际工程。

新型自复位变摩擦阻尼器试验研究

目前阻尼器运用广泛,但传统摩擦阻尼器无法适应不同的振动强度,且在地震作用后损坏严重,没有自复位功能。文章利用形状记忆合金的超弹性,提出一种新型的自复位变摩擦阻尼器,介绍了阻尼器的构造、基本工作原理并推导了其力学模型,之后对阻尼器进行了力学试验。得到如下结论:该阻尼器不仅能在不同等级地震作用下满足耗能要求,还具有良好的自复位能力;力学试验得到的滞回曲线与理论推导的力学模型吻合较好,印证了力学模型的正确性;该阻尼器耗能能力随着合金丝直径、螺栓预紧力和坡面坡度的增大而增强;残余位移随着合金丝直径和坡面坡度增大而减小、随着预紧力增大而增大。

基于闭环控制的太赫兹时域光谱快速采集

太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术作为一种快速发展的新型光谱分析方法在诸多领域备受关注。目前传统THz-TDS检测时间慢,数据采集量低。为了提高THz-TDS检测速度与精度,根据等效采样原理,设计了一种基于闭环控制的快速THz-TDS数据采集系统。该系统可进行快速连续扫描采集,步进扫描时通过光学延迟线的信号反馈来实时获取其位置信息,完成自动化快速扫描。通过每步连续采集多个数据点来提高单步采集的准确性。结果表明,该系统充分利用了光学延迟线的硬件性能,可实现最高500 k Hz的数据采集,步长5 mm时单步连续采集1000个数据时间仅为86.34 ms,系统能够对太赫兹时域脉冲信号进行高精度自动化快速采集。

用于光电检测的高精度任意波形光信号源技术研究

光作为信息的有效载体,现在已经在通信、工业控制、国防等领域得到广泛运用。在许多领域,提供实际检测的光信号存在一定的困难,同时仿真信号比实际信号具有误差小、便于量化分析等优点。从光源的选择,驱动电路的设计和通过适当的数据变换等几方面考虑,设计出了一套精密的光信号源发生器。实验结果表明,该系统能够使LED在保持P-I曲线不变的情况下,实现光功率的线性输出。