考虑离心刚化效应的旋转风力机叶片动力特性分析

风机叶片的动力特性直接影响到风力发电机组整体的动力特性,对旋转叶片动力特性的研究是必要的。叶片在旋转过程中由于重力和离心力的作用,将会产生离心刚化效应,从而改变叶片自身的动力特性。基于空间面的概念,本文应用有限元理论计算了随时间和转速二维坐标变化的叶片节点轴力面和叶片的前三阶自振频率面,同时引入刚化系数的概念,定量地描述了叶片的刚化程度,并给出了频率修正公式,结果分析表明本文采用的方法可以模拟旋转叶片产生离心刚化效应后的动力特性,更准确地反映叶片的实际动力特性。

空间充气展开结构用刚化材料和刚化技术的研究现状

刚化技术和刚化材料是空间充气展开结构的一项关键技术。根据其基本材料,刚化材料可被分成几类:热固性复合材料;热塑性(和轻度交联热固性)复合材料;铝/聚合物层合板。本文介绍了这几种材料的典型刚化技术,分别介绍了刚化体系的特点、研究现状以及该刚化技术相应的优势与局限性。

试验研究钢筋混凝土薄板受拉刚化效应

钢筋混凝土受弯构件通常忽略其混凝土的抗拉承载能力,然而裂缝间的混凝土和钢筋仍然保持着部分黏结,存在受拉刚化效应,这一效应能够影响构件开裂后刚度的大小,进而影响构件在使用荷载下挠度大小和裂缝宽度,影响构件适用性。受拉刚化效应对板,尤其是对新型材料薄板开裂后刚度的影响更为显著。通过试验对当前几个主要力学模型挠度计算方法进行考察研究,证实了受拉刚化效应在板挠度变形中的影响,并分析了各计算模式的计算精度。

空间结构展开与刚化

空间展开结构具有能构建大型结构、轻质而且成本低廉的特点。在航天器中呈折叠状的空间结构在空间充气展开后,要呈刚化,使其不因温度变化而引起变形并且不会因空间碎片或流星体的碰撞而被损坏。文中提出了展开前的折叠方法和包装效率评估方法。提出了两种刚化薄膜,在储存状态下易于折叠并能保持其所有的性能。一种采用单层薄膜浸渍长储存寿命树脂基的三轴编织纤维,另一种采用宽广温度范围长储存寿命的交互编织纤维刚性薄膜。

空间充气膨胀展开结构的可控刚化技术

刚化技术是空间充气膨胀展开结构的一项关键技术。Adherent Technologies有限公司的技术人员首次提出了"可控刚化"(Rigidization On Command-ROC)技术概念,利用此技术ILC Dover公司制造了空间充气膨胀展开结构的示范支撑管件。和传统的刚化技术相比可控刚化技术有许多优点,此技术可控、清洁,适用于空间的特殊环境。作者对空间充气膨胀展开结构刚化技术、可控刚化技术、可控刚化技术所用材料和紫外光(UV)固化复合材料进行了简单介绍。可控刚化技术可靠性高,固化后复合材料的机械性能好,为空间充气可膨胀展开结构提供一种急需的刚化技术,能满足充气膨胀展开结构多项任务的需要。

一阶无穷小位移机构的刚化判定

一阶无穷小位移机构是一类具有机构性能的特殊的新型空间结构,从工程结构的角度考虑,只有能够消除机构性而获得几何刚度的体系才是可承载的结构体系。一阶无穷小位移机构的几何刚度的获得是通过体系的相对机构位移而获得的,这与传统结构的几何刚度的概念是完全不同的。因此,研究一阶无穷小位移机构的刚化问题是非常重要的。Maxwell准则只从体系的拓扑关系来考虑体系的几何稳定性,这显然不能应用于一阶无穷小位移机构的刚化判定问题。本文基于矩阵向量空间分解的理论和一阶无穷小位移机构的概念,在体系的平衡矩阵引入了边界条件,对一阶无穷小位移机构的刚化判定问题进行了分析,运用功能原理给出了一阶无穷小位移机构刚化的等价条件和判定方法。通过几个数值算例验证了本文结论和方法是正确、可靠的。

离心力的刚化效应

以单连杆弹性臂动力学模型为基础讨论转速对频率、振幅的影响 ,得出了动力刚化的机理 ,并对其是否考虑动力刚化效应时进行了数值仿真比较与分析。结果表明 ,除低慢速情况以外必须考虑动力刚化项离心力的影响。

刚化索穹顶结构性能分析

针对索穹顶结构脊索容易松弛和施工技术要求高的问题,给出了一种采用刚性桁架替代柔性主脊索,结构的中心拉环改为由钢管形成刚性拉环的刚化索穹顶结构,选取Kiewitt型索穹顶结构为研究对象,利用ANSYS有限元软件进行其性能分析,通过与传统的索穹顶结构分析比较,结果表明刚化索穹顶结构能较好的解决内圈脊索容易松弛、环梁截面设计大和施工要求高的问题。

钢筋混凝土相互作用效应的钢筋刚化模拟

为了分析大体积钢筋混凝土配筋结构的承载能力,发展了钢筋刚化方法。通过调整钢筋刚度模拟钢筋混凝土受拉刚化效应,推导了刚度调整后的钢筋一维本构关系,并与混凝土弥散裂缝模型结合构成钢筋混凝土分析程序。分别采用钢筋刚化模型和传统的混凝土刚化模型,模拟了McNeice钢筋混凝土板试验,二者的计算结果一致,并均与试验结果高度吻合。结果表明:本模型可以反映受拉刚化效应对结构刚度的贡献,可用于分析钢筋混凝土结构的承载能力。

电阻应变计刚化效应研究

分析了在低弹模材料上测试应变时,应变计灵敏度降低的原因,推导了计算应变计刚化效应的公式。并提出了关于各项参数选择的原则和建议。

航天柔性展开结构技术及其应用研究进展

综述了航天柔性展开结构的技术特点及其在航天器中的研究应用情况,围绕航天柔性展开结构应用涉及的薄膜褶皱、充气张力结构的屈曲失稳、展开动力学、精度测试、刚化材料等关键理论和技术基础,评述了航天柔性结构技术应用中的关键问题及未来研究重点,最后给出了航天柔性展开结构技术的未来发展趋势。

航天器柔性充气式密封舱结构技术的发展

综述了国外充气式舱体的发展历程和研究现状,提炼了其质量、体积、空间布局等3项技术优势,总结了充气式舱体的多功能层合材料体系技术、无损折叠设计技术、刚化技术和地面试验验证技术等4项重点研究内容,对该领域的发展趋势进行了展望,并提出我国的应对策略。

钢混凝土连续组合梁的刚度计算方法

为研究钢混凝土连续组合梁在正常使用阶段的刚度计算方法,对3根反向加载的钢混凝土简支组合梁和3根2跨连续组合梁进行静载试验。研究结果表明:在负弯矩区采用只由钢筋和钢梁组成的完全开裂截面刚度计算连续组合梁的挠度过于保守,在计算中应充分考虑受拉刚化效应对负弯矩区截面刚度的影响;在考虑滑移效应的折减刚度的基础上采用等效刚度计算正常使用阶段连续组合梁的挠度,可以较大程度地提高挠度计算的精度。

基于ABAQUS梁单元的钢筋混凝土框架结构数值模拟

以三层两跨的钢筋混凝土平面框架结构的非线性受力全过程试验研究为背景,通过材性试验标定了混凝土和钢筋的材料参数,应用ABAQUS对钢筋混凝土框架进行有限元建模并对其进行数值模拟。在数值模拟中,框架结构采用梁单元建模。混凝土的受拉本构关系考虑受拉刚化效应,混凝土的受压本构关系考虑箍筋对混凝土的约束作用将素混凝土本构关系修正为约束混凝土本构关系。混凝土的本构关系分别采用ABAQUS自带的损伤塑性模型(CDP)、《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)推荐的本构关系。其中,规范推荐的本构关系采用两组参数,分别为根据材性试验测定的参数和规范推荐的参数,并分别将三者模拟的结果与试验结果进行了对比,表明采用经过参数标定的损伤塑性模型能够较好地模拟框架结构的受力行为。在缺乏试验的情况下,直接采用我国规范建议的混凝土本构关系,亦可较好地进行混凝土框架结构的数值模拟分析。

张拉整体索穹顶结构成型方法的试验研究

介绍了国外已经建成的2个索穹顶结构的成型方法,并总结了它们的共同点及成功之处;然后参考国外成熟工法对1个对边间距为5m的索穹顶结构模型进行了安装试验;最后采用4种方法对模型进行了张拉刚化试验,并对这些方法的效率及优缺点进行了总结。

Al-Kapton层合薄膜力学行为的实验研究

Al-Kapton层合薄膜是一种空间可刚化材料，利用电子万能材料实验机在不同温度和不同拉伸速率下对其强度和弹性模量变化进行了研究．用电子探针对Al-Kapton薄膜的拉伸断口进行了扫描，从微观上考察其破坏机理．利用阿累尼乌斯建立了Al-Kapton层合薄膜弹性模量和温度之间关系的预测模型，并通过实验验证了此模型的有效性．研究结果表明：Al-Kapton层合薄膜的强度和弹性模量随温度上升而下降，但是，随着拉伸速率的增加，其强度有所提高，而弹性模量几乎没有变化；在-130～130℃之间，Al-Kapton薄膜中的铝箔属于韧性断裂，断裂形式从韧窝断裂向滑移断裂过渡，而Kapton薄膜的断裂方式属于分子链破坏．

管道非恒定流特征线法计算中短管问题的处理

针对特征线法用于管网非恒定流数值计算存在的不足不利于处理短管问题,采用调整波速、刚化短管、隐式差分三种方法处理特征线法计算中的短管,设计了一个带阀门的简单管路,并通过计算非恒定流过程中三种方法对阀门端压力值的影响,分析了精度及适用条件,得出采用隐格式处理短管适用范围最广,精度最高。

空间可充气气球应用研究

简述了空间可充气结构的国外应用情况及可充气结构的导弹诱饵和气球卫星,介绍了可充气气球的设计特点,包括采用压力刚化铝箔的刚化结构、充气装置和释放装置,分析了太空环境中原子氧和紫外线辐射对可充气刚化气球的影响程度。

水泥-乳化沥青混合料的研究

基于室内试验,通过与普通乳化沥青混合料相比较,分析了水泥-乳化沥青混合料 的强度形成机理;分析了水泥、乳化沥青两种拈结料在混合料中的作用;研究了水泥-乳化沥 青混合料配合比设计中的试验方法。结果表明:水泥的加入使得乳化沥青混合料的技术性能显 著提高,水泥改变了混合料的内在结构,表现出异于普通乳化沥青混合料的特点;提出的再修 正马歇尔试验方法更适合于水泥-乳化沥青混合料。同时提出用刚化系数K来控制水泥-乳 化沥青刚度的增加。

空间充气支撑结构充气压力与刚度相关性研究

采用悬臂梁加载法实验研究了充气支撑管的弯曲刚度与充气压力相关性。实验结果表明,充气压力可以使层合铝充气支撑管的弯曲刚度显著提高,在0．14MPa时弯曲刚度达到最大。说明层合铝充气支撑管弯曲刚度的大小不仅仅取决于其截而的几何尺寸。而且与充气压力这一要素相关。