基于光纤传感网络的变截面复合材料低速冲击定位

为了检测复杂复合材料结构的冲击内部损伤位置,构建了基于光纤传感网络的变截面复合材料板低速冲击监测系统。采用可检测结构应变场的光纤光栅传感器,在恒温下监测并分析了变截面复合材料板的冲击响应信号,利用经验模态分解方法提取冲击信号频谱特征,通过自回归模型将频谱特征量建模,最后利用样本信号与待测信号之间的马氏距离判定冲击信号位置。实验结果表明基于光纤光栅传感网络、经验模态分解和自回归模型的变截面复合材料板低速冲击定位方法可行且最大相对误差为4.27%。

变截面三维编织复合材料的净形制备及弯曲性能

介绍变截面三维编织预型件的减纱净形制备工艺,通过实验观察与理论建模相结合的方法,分析减纱对预型件细观结构的影响,对比整列减纱、行单元减纱与切削复合材料在变截面区域的弯曲性能。结果表明表面与内部减纱单元是减纱时的基本单位,保证编织规律不变是减纱工艺的基本原则;表面或内部单元减掉后分别会形成两组特殊的纱线轨迹,其中一组纱线的长度与编织角大小较不减纱时增大,而另一组纱线只改变编织角的方向;行单元减纱与整列减纱复合材料的弯曲性能均明显优于切削试件,且行单元减纱试件的弯曲性能比整列减纱试件略高。

变化截面复合材料箱型结构后屈曲性态分析

采用以大变形板壳理论为基础的非线性有限元分析方法 ,对复合材料盒段的屈曲、后屈曲性态、应力分布及破坏过程作了比较详尽的研究 .通过对 4种典型截面盒段结构的分析计算 ,指出了线性屈曲理论的局限性和采用非线性理论对研究实际结构屈曲性态和破坏载荷的必要性 .同时讨论了箱型盒段中腹板的布置。

双U箱型复合变截面节段梁桥悬臂平衡拼装技术

随着国内建筑行业"标准化"、"工厂化"、"装配化"进程的不断深入,大型预制构件已越来越多地应用于工程实体中。在此大环境下,上海轨道交通尝试将双U异型节段连续梁桥形式运用到轨交建设中,17号线10标项目节段拼装连续梁桥,截面为U型与箱型结合的复合变截面形式,每座桥三跨一联,该节段梁采用短线法预制、悬臂平衡法进行拼装。本文主要介绍了双U箱型复合变截面节段梁桥节段拼装施工技术,从节段梁运输、拼装方式的选择,架桥机形式的选择及功能设计,悬臂平衡拼装线形控制技术等方面做了详细的介绍,工程顺利实施并获得了参建各方一致好评,该综合技术具备一定的先进性和可推广性。

SMA复合材料变截面结构的静态非线性有限元分析

在考虑结构几何非线性、形状记忆合金(SMA)相变特性和材料非线性的基础上,利用有限元法研究了内嵌SMA纤维的复合材料变截面结构的非线性静力学响应,并与几何线性情况下的结果进行了比较。研究发现,SMA复合材料变截面结构加载时的位移-载荷曲线与卸载时的不重合,二者形成了封闭的滞后环,而且由几何非线性分析得到的滞后环面积比由几何线性分析得到的小。此外,由几何非线性分析得到的SMA纤维的应力-应变伪弹性滞后环面积、最大马氏体含量都比几何线性分析的结果小得多。该研究可为SMA用于大变形结构被动控制奠定理论基础。

减纱工艺对变截面三维编织复合材料弯曲性能的影响

减纱工艺可以实现变截面三维编织复合材料的净形制备,通过对不同减纱方案制备的单次减纱试件和具有不同减纱截面间距的两次减纱试件进行三点弯曲实验,研究了减纱工艺参数对变截面三维编织复合材料弯曲性能和破坏形态的影响。结果表明,行单元减纱试件的弯曲性能略高于整列减纱试件而显著优于切削试件,纱线断裂是减纱试件的主要失效机制,切削试件则以基体和界面损伤为主。两减纱截面间隔1-3个花节时,试件主要在第2个减纱截面附近发生破坏,而间隔4或5个花节时,弯曲破坏集中在两减纱截面的中间区域。随着减纱截面间距由1花节递增至4花节,试件的弯曲性能逐渐提高,而间距为5花节的试件则与间距4花节试件的弯曲性能基本相同。

变截面三维编织复合材料减纱工艺与弯曲性能

探讨了变截面三维编织预制件减纱净成型原理,结合图像观测与拓扑分析方法表征减纱区域细观结构,对比减纱变截面与切削变截面复合材料截面缩减区域及相应等截面复合材料的弯曲力学性能,并分析两种变截面试件在破坏模式上的异同。结果表明:减纱应遵循的原则是保证具有连续可编织性,减纱预制件在截面缩减区域呈现平滑的梯形过渡,其弯曲模量与强度显著高于切削变截面试件而略低于等截面试件,且表现为以纱线断裂为主、包括基体开裂和纤维抽拔等模式的复合型破坏。

复合材料变截面压杆稳定性问题研究

以复合材料圆形变截面压杆构件作为研究对象,基于等效参数思想和能量法推导了复合材料圆形变截面压杆稳定理论计算式。首先基于等效参数思想将复合材料压杆壁板等效为主轴方向与压杆轴向一致的正交异性壳,此时复合材料压杆可近似为正交异性压杆;然后针对该正交异性压杆,给出了受压失稳挠曲线方程,基于能量法推导了稳定理论荷载计算式;最后,利用有限元软件对该计算式的准确性进行了验证和讨论。结果表明:在薄壁区域刚度比较小的情况下,该稳定理论计算式能够较准确地预测复合材料变截面压杆的稳定临界荷载。

波流冲刷作用下变截面桩承载性能劣化的研究

为研究波流冲刷作用下变截面桩的承载性能,依托厦门第二东通道实体工程,利用数值模拟建立桩土相互作用模型,分析了波流冲刷作用下桩的水平承载特性和竖向承载特性。结果表明,随着冲刷深度增大,桩基竖向极限承载力逐渐减小,但对于整体竖向承载力的削弱不大,当冲刷深度较小时,在设计时可以不予考虑;随着冲刷深度增大,桩基横轴向极限承载力逐渐减小,冲刷6.55 m时H15和H19桩的横轴向承载力分别降低24.75%和21.51%。冲刷对于桩的横轴向承载力削弱极大,在设计时应充分考虑由于冲刷导致的横轴向承载力损失,以保证结构的安全。