水工高压隧洞钢筋混凝土衬砌裂缝开度数值模拟方法研究

水工高压隧洞常以裂缝最大宽度作为钢筋混凝土衬砌设计的控制标准,但针对大洞径、高水头隧洞的裂缝最大宽度计算,公式法存在一些局限性。许多专家学者尝试将数值模拟方法应用至衬砌裂缝宽度计算当中,但难以统筹考虑钢筋混凝土粘结滑移、裂缝开裂后的应力重分布等多重因素的影响。基于此,提出一种通过损伤模型指导布设虚拟裂缝单元以反应裂缝特征的方法,即首先利用考虑粘结滑移的混凝土损伤模型模拟钢筋混凝土联合作用下衬砌混凝土损伤随着荷载施加发展的过程,进一步对损伤集中区域增设虚拟裂缝单元以计算裂缝开展过程。经对比,采用该方法计算得到的裂缝最大宽度、发展规律与分布情况与既有文献相似,且计算收敛性好,实现了通过有限元算法精确且高效地直接得到衬砌裂缝宽度,在设计与运行安全预测方面具有较大的应用价值。

点云配准与改进最小二乘法的高精度定位

在贴片机矩形芯片图像采集中,针对检测芯片轮廓的精度易受吸嘴成像干扰的问题,提出了一种基于点云配准和改进最小二乘法的算法。该算法通过吸嘴定位和矩形定位联合优化的方式对芯片轮廓进行描述:在吸嘴定位阶段,利用融合KDTree树的点云配准算法精确定位吸嘴的位置并从中剔除吸嘴部分的轮廓。在矩形定位阶段,创建直线贴合的方法获取矩形四条边的坐标点集,引入正态分布和弧度信息改进最小二乘法对矩形边拟合,以获得芯片的精确坐标信息。所提算法解决了矩形芯片受到吸嘴成像干扰的情况下定位不准确的问题。实验结果表明,本算法能够在有干扰的矩形芯片图像中达到98%以上的准确率,精度控制在0.1 mm以内且算法的执行时间在50 ms左右。综合而言,所提算法具有良好的鲁棒性和精度,为解决复杂工业场景中的矩形芯片定位问题提供了可靠的解决方案。

3D打印隧道衬砌-围岩界面力学性能研究

[目的]3D打印技术在工程结构施工的研究和应用已逐渐深入,应用3D打印建造地铁隧道开拓了一种新的思路和方法,而3D打印施工过程中,衬砌与隧道围岩的共构效果和协同工作性能的保障是构建隧道衬砌结构体系的关键,需对其进行深入研究。[方法]通过试验模拟不同围岩条件下的界面特性,深入研究了3D打印隧道施工中衬砌和围岩之间的粘结力学性能及其影响因素。[结果及结论]围岩表面的粗糙度对3D打印衬砌混凝土的粘结效果有显著影响,而表面涂覆涂层能够有效改善衬砌-围岩界面的粘结性能,通过填补衬砌-围岩界面的微观不平整有利于提高3D打印衬砌施工质量。

冲击力下薄壁内衬复合管界面黏结强度效应分析

【目的】研究薄壁内衬复合管在受冲击力作用下的界面黏结强度对层间剥离屈曲的影响。【方法】建立薄壁内衬复合管在弹性阶段的非线性分析模型,对薄壁内衬复合管材模态试验与分析模型的分析结果进行对比,验证有限元分析模型可靠性。通过改变衬层与原基层管壁间的界面黏结强度,研究复合管在冲击力下的动态特征。【结果】研究结果表明,当冲击荷载较小、管道变形处于弹性阶段时,薄壁内衬复合管的损伤大都集中在层间界面处。界面黏结强度对层间剥离屈曲有较大的影响,随着层间界面黏结强度的增加,外基层管与内衬层的最大等效应力差值减少。此外,外基层管和内衬层的变形协调性能力随着黏结强度增加而增大,径向层间位移减小,增加了复合管的整体性和连续性。【结论】研究结果可为薄壁内衬修复管道设计方法及层间界面效应分析提供参考。

既有大直径盾构隧道改建为调蓄隧道结构选型研究

输排水隧道需要同时承受外部水土压力和内部水压力作用,相比普通盾构隧道,衬砌结构轴向压力水平降低且存在开裂的风险,通常在隧道管片内部施作二衬以形成双层衬砌结构。本研究依托某既有大直径隧道改建为调蓄隧道的背景,采用数值模拟方法,分析界面粘结方式、二衬材料和二衬厚度等对双层衬砌结构受力特性和安全性的影响,并明确不同形式双层衬砌结构的传力机制,进而为结构选型和二衬设计提供建议。

新型引流线搭接工具的研制与应用

供电过程中配电设备的损坏及检修过程中局部供电中断,使得人们生活中用电间断。为尽快恢复正常供电,更安全便捷地进行检修,设计了一种可伸缩、防电弧、一体化绝缘、适用性强、实时动态电流检测的新型绝缘引流线搭接工具。新型引流线的消弧功能利用张力弹簧实现快速接通和断开,根据绝缘罩利用空气快速灭弧原理,引流线金属夹具的自动绝缘防护能有效提升作业效率和作业安全。通过现场作业进行验证,证明新型装置能够满足作业时的要求和规范,提高了带电搭接引流线作业项目的质量和效率,相比传统引流线作业,效率可提高50%。

使用晶圆级键合技术制备金属微结构

使用金属材料的晶圆级键合技术可以制备半封闭结构的金属矩形微同轴线。基于柔性金属衬底的晶圆级键合技术,制备了金属矩形微同轴结构。通过选择合适的对准标记和键合工艺,实现了≤10 μm的对准误差。通过多个金属矩形微同轴线的微组装,初步展示了使用单层金属矩形微同轴线构建射频开关矩阵单元的能力。

水性聚氨酯合成革在干法粘结层及贴合生产中的应用研究

通过研究水性聚氨酯合成革在干法粘结层及贴合的生产工艺及应用,对比分析了水性聚氨酯树脂固含量、浆料黏度、涂覆间隙、贴合方式、贴合压力、贴合间隙和浆料交联性关键因素对合成革成品品质的影响,获得了优选的关键因素参数指标和合适的干法生产工艺条件。另外,分析贴合基材后常见质量问题及解决方法,为水性聚氨酯合成革在实际工业大生产中的操作控制提供了参考依据。

探讨雷电防护装置过渡电阻的测量

以过渡电阻测量为出发点,采取电阻测点研究的分析方法,从电气、等电位、跨接、电气贯通多个角度,开展过渡电阻测量活动,以此更好地展现雷电防护装置的运行情况。经研究发现:各类测量过渡电阻的方法,均有测量规范,应保证测量操作正确。为此,对于雷电防护装置,制定过渡电阻测量活动时,应保证测量方案完整、测量人员操作规范,以此获取更为精确的测量结果。

Nd:YAG CW激光热传导焊 Ⅰ.温度场三维解析计算

激光热导焊是激光焊接中一种重要的焊接模式 ,广泛应用于薄件的焊接中。焊接温度场以其为焊接过程最直接的外在表征而成为焊接过程研究的一种常用的研究手段。通过连续波激光热导焊温度场解析计算对激光热导焊进行了研究 ,建立了激光热导焊温度场的三维解析模型 ,并讨论了利用模型对焊缝熔合线进行计算。最后基于焊缝熔合线尺寸试验值和计算值的比较对温度场解析模型进行了验证 。

贴片焊层厚度对功率器件热可靠性影响的研究

贴片工艺是用粘接剂将芯片贴装到金属引线框架(一般是由铜制成)上的过程。富铅的Pb/Sn/Ag软焊料在功率器件封装贴片工艺中作为粘接剂应用十分广泛。从功率器件整体来看,贴片焊层毫无疑问是影响器件可靠性最重要的因素之一,其不仅具有良好的导电导热性能,而且该焊层能够吸收由于芯片和引线框架之间的热失配而产生的应力应变,保护芯片免于受到机械应力的损伤。基于Darveaux的热疲劳寿命分析模型,利用功率循环加速实验以及有限元方法具体分析了贴片焊层厚度BLT对于功率器件热可靠性的影响。并通过实验与仿真的结果,提出提高功率器件热可靠性的设计原则。

采用线阴极的快速阳极键合方法

在平板阴极和点阴极方式做阳极键合时,时间-电流特性、键合速度、结合界面质量等都有所不同。通过建立力学和电学模型,分析了不同阴极形状对阳极键合的时间、强度以及结合界面特性的影响。根据模型分析,采取了线阴极工作方式做阳极键合,样品的键合区扩散时间只需要84s。结合界面无空洞,键合强度为16.7MPa。

变温过程中二甲基亚砜与水之间氢键行为的拉曼光谱研究

测量了在降温过程中体积比为1∶1的二甲基亚砜(DMSO)水溶液的拉曼光谱,并对DMSO水溶液的拉曼光谱进行了归属。对实验数据进行分析发现:在降温过程中DMSO分子与水分子的分子间氢键、DMSO分子与DMSO分子和水分子与水分子间氢键的作用行为引起了DMSO的S-O双键和水分子的O—H键的拉曼谱带的变化。进一步分析表明:在27～-30℃降温过程DMSO与水之间氢键加强,-30～-60℃降温过程水与水之间氢键代替DMSO与水之间的氢键。这为丰富水溶液的氢键理论提供了实验依据。

预置间隙对铝/钢CMT接头强度与失效模式的影响

采用CMT熔钎焊方法,对汽车用镀锌低碳钢板与6061铝合金焊接接头的强度与破坏模式进行了研究.采用不同规格的塞尺控制铝/钢搭接接头的预置间隙,以改变铝/钢异种材料熔钎焊接头的熔合面积.结果表明,通过预置间隙的方法可以有效增大熔合线长度,从而提高焊缝接头的拉剪强度.在间隙为0.5 mm时失效模式发生变化,主要原因是焊趾处铝/钢界面层中的锌元素增大了界面层的脆性.

粘钢板加固集中荷载下简支混凝土双向板的性能研究

采用体外粘贴碳纤维板 (CFRP)或钢板加固钢筋混凝土结构构件是一种有效的加固方法。近年来 ,世界上许多学者对此做了大量的研究工作 ,并取得了很大的成果。但迄今为止研究的重点仍然是钢筋混凝土梁及单向板 ,双向板的研究还相当少。为此 ,本文着重对受集中荷载作用的粘钢加固混凝土双向板的受力性能 :包括变形 ,抗裂 ,破坏形态和承载力等进行了较为深入的试验研究和理论分析。基于塑性铰线理论 。

三种二元水溶液体系中氢键对拉曼线宽的影响

采用显微共聚焦拉曼光谱对三种二元水溶液(乙腈/水、二甲基亚砜(DMSO)/水和丙酮/水)进行测量,得到含有氢键作用的水溶液体系拉曼频移和线宽随浓度的变化规律。应用混合模型和相互作用体系的线宽经验公式对实验结果进行了分析。结果表明,含有氢键作用的水溶液体系中,氢键作用越强线宽越大,并且线宽随单位浓度变化率大;同种氢键体系中,线宽不仅受浓度浮动的影响,氢键作用也是一个重要的影响因素,定量分析证明线宽与浓度、氢键作用关系很好地符合Ojha等提出的线宽公式。

“相变-扩散钎焊(T/DB)”新工艺及其接头界面形貌

为减小相变超塑性扩散连接的循环次数,提出了一种新型焊接工艺"相变-液相扩散焊(T/DB)",即在待焊母材间预先放入液相扩散焊用的中间层,然后按传统相变超塑性扩散连接工艺施焊,但要求温度循环的峰值温度须同时大于母材的相变点与中间层的熔点。试验以低碳钢为母材,以镍基非晶箔带(BNi2)为中间层,进行了低碳钢的相变-扩散钎焊(循环3次)与液相扩散焊接(1200℃×3min)的对比试验。结果表明:相变-液相扩散焊所需温度循环次数少,接头无界面空洞,其接合线呈非平面状;而液相扩散焊接头的接合线较平直。分析认为,界面的起伏是母材的适度溶解与超塑性流变共同作用的结果;非平面状界面有利于增大金属-金属接触面积及扩散通道的面积,为获得合格接头做出了相应贡献。

承受均布荷载混凝土双向板的粘板加固设计

外贴纤维增强复合材料 (FRP)或钢薄板的补强技术用于加固钢筋混凝土板 ,具有加固效果显著、施工简便且耐腐蚀性好等优点。在已有的混凝土双向板外贴板加固试验研究成果[1] 的基础上 ,进一步应用塑性铰线理论对承受均布荷载的混凝土矩形双向板用外贴薄板加固后的最终塑性铰线模式及其承载力进行了分析计算 ,在此基础上提出了适用于该类加固板的实用设计计算方法及设计表格 。

宿迁市运河文化桥现状老桥护栏提升改造设计及应用

随着经济和社会的发展,城市道路的快速化改造工程越来越多。由于新建道路设计时速及标准均有提高,既有现状老桥的防撞护栏等级已经不能满足新建城市快速路标准的要求,需要对现有老桥防撞护栏进行提升改造。以宿迁市迎宾大道二期快速化改造工程为例,介绍了现状运河文化桥老桥防撞护栏的提升改造设计方案,并采用屈服线分析和强度设计理论及非弹性分析方法进行了计算分析。在实际工程应用中,取得了良好的效果,以期为类似的现状老桥护栏提升改造项目提供借鉴。

超声焊接的研究和工艺模型

为了能进行超声焊接工艺的在线检测，必须了解超声焊接的机制。本文对这个问题作了研究。在本实验所用的焊机中，用一块压电晶体作为换能器产生超声振动。在通常的焊接过程中，研究了换能器驱动信号和从机械振动测出的信号这二者的变动情况，同时还研究了这二种信号的各次谐波信号。研究证实，机械振动测出信号的５次谐波对焊接工具的机械振动敏感。设计并通过实验搞清了整个焊接过程中这个信号的属性。从实验见到的结果，提出了一个基于超声功率流的焊接模型。这个模型将一次焊接中出现的谐波波形与该次工艺中的物理现象联系起来。结果人们可以用这个模型来分析谐波信号，了解焊接区中发生的现象和预计焊接效果、即焊接强度。