随机应力循环加卸载三轴试验土的变形稳定状态初探

为研究土在随机应力幅值循环加卸载条件下的应力-应变关系,基于土样全表面变形数字图像测量系统,以福建标准砂和硅微粉为研究对象进行一系列三轴试验。据此分析土样在不同随机应力循环加卸载过程的应力-应变行为,判断其是否达到变形稳定状态,同时与等应力幅值循环加卸载和阶梯应力幅值循环加卸载试验进行对比。结果表明:无论是恒定应力幅值、阶梯应力幅值还是随机应力幅值加卸载循环,当循环次数超过一定次数后,土样逐渐趋于变形稳定状态,且变形稳定状态对应的循环次数值不同;土在受到超过历史最大应力幅值时,应力-应变关系会回到初次单调加载的应力-应变曲线;在最大应力值小于破坏应力的条件下,应力加卸载时间过程幅值的随机特征,如幅值大小和分布对土的应力-应变行为,包括变形稳定状态没有影响。

随机载荷循环作用下的机械结构疲劳寿命预测模型

基于名义应力法建立了随机载荷循环作用下的结构疲劳寿命预测模型。分析了结构所受循环载荷作用的不确定性特征,在以循环载荷作用次数为寿命度量指标框架下,运用概率加权法和线性Miner累积损伤法则,分别建立了疲劳寿命与应力之间关系分别服从指数函数和幂函数两种形式时,随机载荷循环作用下的结构疲劳寿命预测模型,并运用所建立的模型对某转动轴的疲劳寿命进行了预测研究。

疲劳寿命预测的连续型Miner法

针对机械构件在随机循环载荷作用下的疲劳寿命预测问题,提出一种改进的疲劳预测方法:连续型Miner法。将随机载荷概率加权法、线性Miner累积损伤法则及模糊理论相结合,使之能够有效地处理随机循环载荷作用下的疲劳寿命预测问题,并用机械构件随机循环载荷作用下的疲劳寿命试验数据对连续型Miner法进行算例验证。结果表明:连续型Miner法与基于模糊理论的的离散型Miner法相比,误差大为减小,有效地提高了疲劳寿命预测精度,具有较强的工程实用性。

面向典型换挡工况重构的参数化试验载荷模型

为解决非平稳随机循环载荷条件下传动试验台架载荷表达问题,提出一种面向典型换挡工况重构的参数化试验载荷模型.以装载机典型换挡工况变速器传动轴为研究对象,基于小波变换级数分解的方法将其所受非平稳随机载荷数据分解为非平稳的确定性分量(趋势项)与平稳的随机性分量(随机项);对具有非平稳随机特性的趋势项采用均方根值加权分段函数拟合实现参数化表达,对具有平稳随机特性的随机项在Parseval定理基础上建立随机谐和函数表达,并将两分量表达函数重构,实现参数化试验载荷模型的表达;用小样本装载机整机试验数据验证了面向典型换挡工况重构的参数化试验载荷模型的有效性、非平稳随机特性和非平稳随机相关性,模型可作为装载机典型换挡工况变速器传动轴台架试验的载荷表达.研究结果对非平稳随机循环载荷条件下试验台架载荷重构具有工程化价值.

钢筋混凝土旧桥板梁疲劳刚度退化机理研究

对某钢筋混凝土旧桥的3片板梁进行了随机变幅循环荷载试验,研究了板梁的裂缝、内部损伤及变形发展规律,并分析了疲劳刚度退化机理。结果表明,自然锈蚀钢筋混凝土板梁的疲劳性能变化规律基本符合疲劳损伤三阶段理论,疲劳寿命随板底主钢筋锈蚀率的增加而降低。在相同次数循环荷载作用下,板梁底部混凝土脱落面积越大,纯弯段混凝土内部裂缝发展越迅速,跨中挠度值越大,刚度退化程度也更为明显,但刚度退化的情况还受到初始裂缝、钢筋锈蚀率等因素的综合影响。

修正Jhansale模型下材料随机交变加载应力应变分析

根据不同循环加载次数下材料循环应力-应变曲线的变化特点,利用材料屈服强度增量对不同循环次数下Jhansale模型骨架曲线进行修正,并分别针对硬化/软化材料利用修正的Jhansale模型进行随机交变加载下材料的应力应变分析.分析结果表明:与修正前模型相比,修正后模型的分析结果不仅符合材料记忆特性,而且可以反映材料循环硬化/软化的瞬态效应,对硬化/软化材料在循环加载下应力应变状态的描述更加准确.

随机荷载作用下岩石节理剪切强度特性研究

连续采集某桥梁在随机车流经过时的基础支座反力,以该数据为样本来模拟桥梁的随机车辆荷载谱。以水泥砂浆为相似材料,制作有3种起伏角、3种岩壁强度的共9组人工岩石节理试件。在不同法向应力条件下,对9组试件通过施加随机荷载序列进行循环剪切试验,考察节理剪切强度的变化规律。结果表明,在随机车辆荷载序列的作用下,岩石节理的峰值剪切强度与节理起伏角、法向应力以及岩壁强度均呈正相关关系;岩石节理剪切强度随循环加载次数的增加而降低,且呈现先快后慢的变化趋势;岩石节理剪切强度的劣化速率随节理起伏角的增大、法向应力的增加和岩壁强度的降低而加快。