某型号运载火箭发射场模态试验技术

目的在取消传统的自由-自由状态全箭模态试验的前提下,通过发射场自由-固支状态模态试验获取某型号运载火箭的模态参数,为火箭总体设计提供依据。方法基于成熟型号相同部段的仿真模型和模态试验数据基础,建立高精度的全箭三维动力学模型,预示结构模态参数,为发射场模态试验的激励方案和测量方案等提供指导。通过多点全相干步进正弦激励模态试验方法,运用测试得到的“伪频响函数”进行参数识别,从而获取结构的模态参数。结果获得了发射场竖立状态下全箭前4阶弯曲模态和1阶扭转模态,基于“伪频响函数”的识别结果与真实频响函数的识别结果频率最大偏差为0.82%,阻尼比最大偏差为1.89%。结论某型号运载火箭的发射场模态试验为火箭总体设计提供了关键参数,型号首飞成功验证了该技术的可靠性,也为获取火箭模态参数开辟了一条新的路径。

钢桁腹-混凝土组合箱梁局部外接节点静载试验及极限承载力计算研究

为了解钢桁腹-混凝土组合箱梁(顶、底板为混凝土结构,腹杆为钢结构)外接节点在水平荷载作用下的受力性能,以某钢桁腹-混凝土组合箱梁桥方案为背景,选取钢腹杆轴力最大节点设计、制作缩尺比为1∶3的钢桁腹-混凝土组合箱梁局部外接节点试件(由混凝土弦杆、方形钢腹杆、节点板组成,原混凝土板简化为混凝土弦杆)并开展静载试验,分析外接节点试件静载试验现象及破坏模式、荷载~位移曲线,以及混凝土弦杆、节点板和钢腹杆的应力分布规律,并基于有效宽度法及撕裂面法与最大强度准则提出外接节点极限承载力计算方法。结果表明:外接节点试件的破坏模式为节点板拉剪断裂失效,极限承载力为设计荷载的5.71倍,承载能力满足要求;混凝土弦杆压应力沿加载方向逐渐减小,沿竖直方向从上往下逐渐增大;节点板应力沿加载方向总体上先增后减,外露节点板是节点受力的关键构件;外接节点极限承载力由节点板和钢腹杆中较弱者控制,采用所提出的计算方法得到的外接节点极限承载力计算值与试验结果相差小于6%。

全轻页岩陶粒混凝土与钢筋的极限粘接强度影响研究

全轻页岩陶粒混凝土和钢筋之间的粘接作用较为复杂,粘接强度受钢筋类型、锚固长度、混凝土强度等因素影响,通常采用中心拉拔试验方法分析全轻页岩陶粒混凝土的粘接效果。对此,采用该方法进行了12组不同标准的全轻页岩陶粒钢筋混凝土试件粘接强度测试试验,分析了试件拉拔破坏和劈裂破坏二种破坏形态,对比了不同钢筋直径、钢筋类型和混凝土强度等级下试件的粘接强度变化,并提出了更加合理的极限粘接强度计算方式。以期促进全轻页岩陶粒混凝土的深入研究和在建筑行业的广泛应用。

带预应力UHPC华夫桥面板抗弯性能试验研究

为研究钢纤维类型、预应力筋等因素对UHPC华夫桥面板力学性能的影响,以北京亦庄文昌桥为背景进行抗弯试验研究。设计制作了4组板肋梁试件,对比分析钢纤维类型(直线型、端钩型)、预应力筋等因素对试件破坏模式、裂缝发展以及抗弯承载力等性能的影响,并基于美国《UHPC华夫板设计指南》,提出考虑预应力筋的华夫桥面板抗弯承载力计算公式。结果表明:底部纵向受拉筋的屈服是试件进入破坏阶段的特征之一,试件最终为适筋梁受弯破坏;设置预应力筋能一定程度提升试件的强度和延性,并能有效增加初裂缝附近UHPC的应变;设置预应力筋能明显改善试件的耐久性,而且钢纤维为直线型时提升效果比端钩型更显著;提出的抗弯承载力计算值与试验值吻合较好,能准确计算UHPC华夫桥面板的抗弯承载力。

不同贮料工况下散装粮食楼房仓动力特性初探

散装粮食楼房仓作为一种新型储粮仓型,其在不同贮料工况下的动力特性是影响该结构抗震性能的关键因素。为揭示散装粮食楼房仓在不同贮料工况下的动力特性规律,该研究设计制作了散装粮食楼房仓缩尺有机玻璃模型,考虑贮料在不同高度的盈空分布,进行振动台模态试验、有限元模态分析和固有频率理论计算。研究结果表明:贮料只存储于首层时,结构固有频率较空仓工况减小1.20%,差异较小;随着贮料质量由一层至三层逐层增加时,每增加一层,结构固有频率减少约35%;贮料质量恒定(单层满仓)时,随着贮料位置每增高一层,结构固有频率减少约33%;贮料分布位置越高,料体晃动越明显,结构阻尼比越大,减震耗能效果越显著;贮料对散装粮食楼房仓结构提供一定的刚度和质量贡献,贮料对该层的层间刚度贡献系数为1.16,对上层、下层质量点的质量分配系数分别为0.13、0.87。研究成果可为散装粮食楼房仓结构动力响应分析和抗震设计提供理论参考。

卷筒纸折页机构砍刀臂破坏分析及结构优化

本研究针对N160型卷筒纸折页机构在高速运行条件下砍刀臂根部容易损坏的问题进行了分析,建立了折页机构含微小运动副间隙的有限元动力学模型,分析发现砍刀臂结构具有足够的强度。搭建了振动测试系统,对砍刀臂根部车间作业下的实际振动情况进行测试;通过比较其工作频率和固有频率,发现在36000r/h的转速下砍刀臂结构会发生共振。通过拓扑优化,对砍刀臂的结构进行了改进,改进后的双臂桁架结构在保证了强度的同时也满足了刚度要求。最后进行了初步的车间试验,验证了新结构的合理性。

衡重式桩板挡墙受力特性模型试验研究

衡重式桩板挡墙是一种新型支挡结构。相比悬臂式桩板墙、桩锚结构等支护形式,其施工更方便,造价更低,且造型更美观。鉴于该结构的特殊性、复杂性及其构造上存在的多个可变因素,该结构的受力特性尚不明确。为此,基于相似理论,以衡重式桩板挡墙的一般形式为原型,通过多组几何比例7∶1的模型试验,研究了衡重式桩板挡墙结构的土压力分布模式。由试验结果得出:①卸荷板下土压力为零;②桩前抗力建议使用m法计算;③整体结构的受力模式与土压力计算模式。

协同式空腹夹层板动力特性分析及舒适度研究

为了解贵州省博物馆新馆协同式空腹夹层板的动力特性及人行舒适度性能,采用有限元法计算楼盖结构模态及加速度响应,并进行现场实测。还推导了基频的简化计算公式。其中有限元分析时,考虑了不同边界条件、不同单元类型等因素对分析结果的影响。分析结果表明:楼盖自振频率及加速度峰值计算值、实测值均满足规范。实体-壳单元模型、双层梁-壳单元模型均能较为准确反映协同式空腹夹层板动力特性,不同频率下定点激励及行走路线激励下的楼盖加速度峰值满足规范要求,基频简化计算方法能够满足工程精度要求。

地铁车站隧道排热系统节能模式探讨

建立了地铁车站隧道排热计算模型,根据模型理论计算结果提出了车站排热风机节能运行模式。实测了某改造工程地铁车站区间隧道温度、CO2浓度、人员新风量。结果表明,测试值均满足规范要求,且排热风机能耗减少40%。

明洞填土压力计算模式不定性的现场测试研究

文章依托石门山明洞、稠下一号线明洞、大横明洞填土压力计算测试工程实例,通过考虑路堑偏压式与半路堑单压式两种结构形式,进行了现场测试与理论公式计算,获取了一定数量的双线铁路明洞隧道典型截面位置计算模式不定性随机变量ζ的样本值。采用A-D法检验随机变量ζ的分布概型,获取了ζ的统计特征,再通过统计不定性计算对其进行了修正,得到了土压力计算模式不定性ζ的统计特征。结果表明,ζ的均值为1.065,变异系数为0.127,服从正态分布。该研究结果将明洞土压力计算模式不定性的适应性由单线隧道推广到双线隧道,对基于可靠度的隧道结构设计规范修订有重要意义。

钢板增强胶合木梁的抗弯性能

为了改善普通胶合木梁的受力性能,提出了在其底部粘贴钢板或增设螺钉的增强方式,从而形成钢板增强胶合木梁。进行了21根梁的抗弯试验,分析了钢板厚度、是否设置螺钉对梁破坏形态、承载力和变形能力的影响,并与普通胶合木梁进行对比。结果表明:粘贴2、3和4mm厚钢板增强后,梁承载力分别提高了73.3%、90.0%和71.0%,随着钢板厚度的增加,承载力先增大后减小;粘贴同厚度钢板并设置螺钉后,梁承载力分别提高了76.4%、96.9%和148.6%,随着钢板厚度的增加,承载力增大,螺钉的增强效果在钢板较厚时表现明显。钢板增强后,梁的极限变形比普通胶合木梁提高了6.2%~61.1%,钢板厚度和是否设置螺钉对梁变形能力的影响与其对承载力的影响类似。在验证了钢板增强胶合木梁基本符合平截面假定后,提出了此类构件的受弯承载力计算公式,并与试验结果进行对比,结果表明,理论值与试验值的平均误差不大于10%。

梁基本频率和振型的简便计算

梁基频和振型的简单计算是结构动力学领域中一个重要的研究课题。幂法通过迭代可求得基频和振型的精确解,但计算过程繁琐。本文选择梁各质点静变形量作为初始值进行迭代,只需迭代很少次数就可求得梁基频和振型的精确解,大大简化了计算过程,同时推导出了计算静变形量所需的多自由度梁柔度矩阵的计算公式,使这种方法简单易行。

车用电机效率测试方法研究

以大功率测功机试验台架进行循环工况试验来模拟实车运行情况,提出了通过平均效率以及动态效率评价车用电机效率的方法。该方法能够准确描述实际情况下车用电机的应用特点,对车用电机及其控制器的性能测试以及开发具有实际意义。

上界解在抗震初步设计和验算中的应用

就伸臂式结构探讨了上界地震内力理论解的工程实用性。对几种不同质量分布和假设基本振型的计算结果表明,在大多常见情形用主上界做抗震初步设计和验算是方便可行的。

随机子空间方法在去极化电流解谱中的应用

在极化去极化电流测试中,对去极化电流进行解谱可以有效评估电缆绝缘状态,针对传统方法中去极化电流的子谱线总数和对应谱线参数难以求解的问题,提出一种基于振型幅值法结合随机子空间识别的去极化电流解谱方法。该方法首先假定去极化电流中子谱线总数,计算各子谱线的振型幅值,相比虚假子谱线,真实子谱线的振型幅值比较大,因此振型幅值图可以准确反映去极化电流中真实子谱线的数目;然后根据真实子谱线数目结合随机子空间识别算法计算各子谱线参数,随机子空间识别算法可以在无需人为干预的情况下准确实现子谱线的参数识别,进而完成整个去极化电流解谱操作;最后,利用该方法对仿真和实测的去极化电流数据进行解谱测试,测试结果表明,相比传统的奇异值法和微分法,该方法能更加准确地对去极化电流进行解谱,进而为有效评估电力电缆绝缘提供重要依据。

星载预应力可展开结构收拢状态的确定、分析与试验

针对星载预应力可展开结构收拢状态缺乏明确的判定标准,且需满足运载火箭主动飞行段力学环境要求的难点,提出了整星"稳定"收拢状态的确定标准,并对其"稳定"收拢状态下结构的强度、刚度进行有限元分析和相关试验验证,为后续预应力可展开结构收拢状态的研究提供了借鉴。基于星载预应力可展开结构,通过试验研究了捆绳预紧力与收拢状态结构基频及平均熔断时间的关系并确定了捆绳预紧力;利用ANSYS对整星"稳定"收拢状态进行了有限元建模及强度、模态分析;通过振动台试验和锤击法测基频试验对比验证了有限元分析结果的合理性。

基于不同地基条件下Hardfill坝的破坏模式及稳定性研究

采用地质力学破坏模型试验和有限元计算,针对外荷载作用下Hardfill坝在均质地基及含有复杂结构面地基上的破坏模式及其稳定性开展研究。结果显示:在均质地基上Hardfill坝由坝踵首先开裂,并沿着建基面一直贯通直至坝趾处发生整体失稳,超载安全系数较大;在含有软弱结构面的复杂地基上的坝与地基主要在软弱结构面出现塑性破坏,最终沿软弱结构面发生滑动失稳,稳定安全度相对于均质地基较弱。

柔直联于弱交流系统分析和仿真试验研究

首先对柔性直流输电工程接入交流弱系统的控制性能进行了分析,然后分析了接入弱交流电网的柔直系统在不同控制方式下的性能。依托渝鄂背靠背柔性直流工程,对渝鄂柔直北通道渝侧弱系统方式进行了系统计算分析,根据系统计算分析结果,提出了构建“接入系统强度管理装置”用于保证渝侧在接入弱系统方式下能够稳定运行,提高了设备可用率和年运行可靠性、减少直流强迫停运次数,对运行维护具有重要意义。应用RTDS实时仿真装置建立了实时仿真系统,对接入弱系统方式下柔直控制保护策略进行了验证,该策略已经在渝鄂背靠背柔性直流工程得到了应用,保证了渝鄂柔直在弱系统方式下稳定运行。

某型飞机主要机体结构模态分析及测试

基于LMS纯模态试验测试系统对飞机进行地面共振试验,得到主要机体结构各阶模态参数,依据试验结果对有限元模型进行修正。修正后各阶模态频率的计算结果与地面共振试验值的误差均小于4%,最终得到的准确动力学模型可用于飞机首飞前颤振特性分析。这种有限元计算与模态试验相结合的动力学分析方法,有助于提升试验效率和提高计算分析的准确性。

煤层气测井技术与解释分析

李纪森．煤层气测井技术与解释分析．测井技术，１９９９，２３（２）：１０３～１０７介绍了煤层气测井方法的选择以及对煤层含气量与煤岩煤质的评价。其测井计算结果和实验室化验分析结果较为接近，在试验区内可以用测井计算值代替化验分析值。