水泥混凝土板硬化温度翘曲正向计算方法研究

硬化翘曲的存在使得水泥混凝土路面(机场道面)的开裂模式向多样化发展,对路面长期服役行为产生深远影响。不同于现有的反算法和直接确定法,提出了计算水泥混凝土板硬化温度翘曲的正向计算方法。编写了基于ABAQUS的水泥混凝土路面温度场计算子程序和能够考虑拉压徐变差异的本构子程序,模型能够预测混凝土路面自浇筑后的温度场和应力场变化历史。研究表明,硬化温度翘曲以残余应力和残余变形的方式存在于混凝土板内,其分布和位置有关,且二者在混凝土浇筑30d后趋于稳定值。通过提出采用复位法将残余变形转化为残余应力,进一步以等效线性温度梯度表征,便于水泥混凝土路面设计采用。最后通过足尺试验路数据评估了正向计算方法的可行性,指出当存在相邻板的约束时,硬化温度翘曲主要以残余变形的状态存在,峰值出现在接缝附近。

切屑自然卷曲机理的探索

通过建立切削过程的传热学模型，推导出切屑内部的温度分布，指出切屑内的温度场是一非均匀场，该温度场对切屑自然卷曲机理有重要影响．

冬奥会冰壶场馆热湿环境营造效果研究

冰上运动场馆体型高大,与一般公共建筑相比热湿来源复杂,同时冰壶比赛对空气参数的要求尤其严苛,其热湿环境营造面临巨大难题。本文针对冬奥会级别的冰壶场馆的实际参数需求进行了热湿环境营造实测及效果研究。场馆分为核心比赛区、观众区及高大空间区,分别进行降温除湿、调温及无空气调节控制。测试结果表明:冬季运行的冰壶赛场采用低空间降温除湿控制方案,可使比赛区冰面附近的温湿度降低至10.5℃、3.0 g/kg,同时冰面保持清澈、透明、无霜;冰场竖直方向不同高度温湿度呈现明显差异及不同分布规律,实现了比赛区与高大空间分区控制的目标;冰面附近风速小于0.2 m/s,实现了除湿气流不干扰冰面比赛的目标;冰面及比赛区的低温环境几乎不影响观众席观众舒适度,实现了观众区与比赛区热湿环境分区控制的目标。上述成果可为冬奥会冰壶场馆热湿环境营造及运行方案提供参考,为精准、节能、高效保障冬奥会冰壶运动贡献方案。

陶瓷纤维摆块式热压卷圆模设计

陶瓷纤维摆块式热压卷圆模是用来压制无底瓶状结构的陶瓷纤维材料隔热套管的一种模具。该模具为新型结构,上模采用阶梯芯轴及压配的驱动套,下模由左、中、右3个凹模模口组成。使用时,将剪裁好的陶瓷纤维板加热至160°,靠模具下定位放置,通过左、右摆块半随动半成形,中间托料块向下移动,3种复合运动,最终实现整圆合模,把陶瓷纤维板料压制成瓶状结构。

三维卷曲中空涤纶纤维性能测试分析

以三维卷曲中空涤纶纤维为原料,对其力学性能、卷曲性能及静态热性能进行研究。结果表明:三维卷曲中空涤纶纤维的强力较大。定伸长时,强力随时间变化速率递减,卷曲回复率较低,卷曲弹性率均匀度稍差;随着三维卷曲中空涤纶纤维含量的增加,所需升温时间降低,升温速率变大,三维卷曲中空涤纶/木棉(5/5)集合体的升温与纯三维卷曲中空涤纶集合体的升温特征相似;降温时,三维卷曲中空涤纶比例越高,降温速率越快。

不同基层类型水泥混凝土路面温度翘曲结构试验与理论分析

为了研究基层类型变化时普通接缝水泥混凝土路面(JPCP)在温度荷载作用下的响应规律差异,铺筑了3种常用基层,分别为水泥稳定碎石基层(CTB)加铺AC功能层、贫混凝土基层(LCB)、级配碎石基层(GCSB),并且在其上铺筑了设置有传力杆、拉杆的水泥混凝土足尺试验路,通过振弦式应变计监测了板内不同位置与深度处的温度与应变波动情况;进一步建立了基于Winkler地基上多层板体系的水泥混凝土路面温度应力有限元计算模型(各结构层模量通过承载板试验确定),通过实测应变、应力数据验证了模型的可靠性,确定了计算温度应力的模型边界条件。在此基础上,建立了九联板温度应力有限元模型,分析了采用不同基层类型、面层-基层界面处理方式、接缝宽度以及正负温差对路面板的响应。结果表明:板内应变/应力-温度变化规律具有非常明显的近似滞回特性,贫混凝土基层路面板内温度应力最大,级配碎石基层的最小;按该方法计算的温度翘曲应力处于其他3种代表性方法计算结果之间。

水泥混凝土路面板温度翘曲应力

分析了水泥混凝土路面路面板翘曲变形处理为2组垂直交叉地基梁翘曲变形叠合的威氏方法的适用性和精度,总结了半无限地基和半刚性基层上路面板的温度翘曲应力变化规律,通过引入等效梁长和当量相对梁长2个概念,提出了半无限地基板任一点、计入半刚性基层超宽影响的梁中点的翘曲应力公式。

施工期旧水泥路面板翘曲对薄沥青罩面平整度影响

分析了旧水泥混凝土路面采用不同沥青罩面工艺时,路面体系温度场从沥青层摊铺时刻的变化规律;并建立三维有限元模型,计算了不同碾压阶段水泥板内应力水平和翘曲变形状况;采用ProVAL软件计算了水泥混凝土板翘曲对沥青层平整度的影响。结果表明:直接在旧水泥路面表面加铺薄沥青罩面会使混凝土板上表面温度最高达80℃以上,在板内产生非常大的平均温升和温度梯度;旧水泥混凝土路面板在四边自由情况下由热翘曲产生的变形对沥青层的IRI影响非常明显;在旧水泥路面与沥青罩面间设置热阻隔离层,或者对罩面层采用多层多次施工工艺,能够有效降低旧水泥混凝土路面板热翘曲对沥青层平整度的不利影响。

关于室内冰上运动场馆热湿环境控制的模拟研究

人工冰场内存在大面积低温表面,其室内热湿环境控制远比普通公共建筑复杂。文章以冬奥会运动场地之一—国家体育总局冬季运动管理中心综合训练馆冰壶馆为例,讨论了冰场热湿环境特征和国内外对人工冰场的设计要求;列出了冰场室内热湿负荷的计算方法;并基于该场馆的暖通空调设计对室内环境进行了CFD模拟,为该场馆的热湿环境控制提出了降低送风含湿量、减小壁面发射率等优化措施,对同类项目具有参考意义。