截面损伤对双曲拱桥动力性能的影响分析

在役双曲拱桥在自然环境等因素的影响下均存在不同程度的损伤,损伤会引起旧桥振动模式改变,加速结构损伤。为了精准评估截面损伤对桥梁动力性能的影响,制订合理的维修加固方案,文章以某双曲拱桥为研究案例,在全面评估病害的基础上确定截面损伤折减系数,运用Midas软件建立有限元模型,分析不同位置损伤对自振频率的影响,同时分析相同位置不同损伤程度下自振频率的变化规律。分析结果表明,靠近拱顶区域的截面损伤对自振频率及冲击系数影响显著;自振频率与截面损伤程度呈正比增大趋势,截面损伤对高阶频率的影响大于低阶频率;在动力加载情况下,截面损伤可导致桥梁结构所受的冲击力增大。文章最后通过桥梁动载试验验证了研究成果与实际状况相吻合,该研究结论可为同类型双曲拱桥截面损伤动力性能的评估提供参考。

基于正交设计的L形截面损伤敏感因素分析

基于受压混凝土损伤本构关系,建立了任意截面损伤分析模型。应用正交设计方法对L形截面压弯构件进行5参数4水平L16(45)损伤裂化的参数分析,筛选影响L形截面损伤敏感因素。分析结果表明:肢厚比是影响截面抗弯能力最重要的敏感因素,其次是加载角、配筋率。由于L形截面的不对称性,加载角对截面的抗弯能力影响不容忽视。配筋率可以有效地缓解截面损伤裂化的程度,其次是混凝土强度,而加载角将加重混凝土损伤裂化。

车载作用下多跨变截面损伤梁的振动特性

将车辆视为7自由度的整车模型,桥梁为多跨变截面的混凝土梁,裂缝分成开口裂缝和呼吸裂缝两种类型,建立了多跨变截面的损伤混凝土梁的车桥耦合方程;编制了相应的计算程序,结果表明了本方法的正确性。数值分析表明:相同条件下,呼吸裂缝所对应DFC的绝对值约为开口裂缝对应绝对值的1.55倍,故忽略呼吸裂缝随载荷张开与闭合的特性是不可取的;裂缝参数、裂缝位置等对耦合系统振动特性影响很大,如当裂缝参数α值从0.2变化到0.4时,对应的DFC绝对值增大1.95倍,且随着裂缝区域出现越多,各阶振动频率减小越快。

钢丝绳金属截面积损失型损伤检测传感器设计及仿真分析

为了开发一种能够精确定量检测钢丝绳金属截面积损失(LMA)型损伤的传感器,根据主磁通量检测原理,分别对传感器主磁回路、励磁结构、检测元件和信号处理部分进行设计,得到以感应线圈作为检测元件的钢丝绳LMA型损伤检测传感器;通过理论计算对模型可行性进行验证,并使用MATLAB软件对3种直径待测钢丝绳分别进行仿真分析,得到钢丝绳中磁通量与截面积损伤量之间的一般联系。结果表明:钢丝绳缺陷使钢丝绳中的主磁通量减少,磁通量变化情况与损伤程度基本呈线性关系;当待测钢丝绳直径为16～22 mm时,直径越大,则磁通量相对于损伤程度的变化程度越大,线性度越差。

钢丝绳截面积损伤信号的识别

目前,钢丝绳截面积损伤检测中存在检测效率低、可靠性差的问题。本文根据钢丝绳截面积损伤信号的特点,选用了小波分析算法和电压幅值标定法对钢丝绳截面积损伤信号进行识别。运用Matlab仿真工具进行模拟检测,结果表明,系统可有效的检测钢丝绳磨损程度。

车辆撞击下预制节段拼装桥墩的损伤分析与评估

为合理评估车辆撞击下预制节段拼装桥墩的损伤状态,研究适用于预制拼装桥墩的受撞损伤评估方法。建立车辆撞击桥墩三维有限元模型并进行桥墩损伤分析,通过与试验结果对比验证桥墩与车辆模型的准确性。分析不同参数下预制节段拼装桥墩受撞的位移响应和损伤破坏特征,并研究残余位移与截面损伤的变化规律。提出考虑残余位移和截面损伤的预制节段拼装桥墩受撞损伤评估指标,对桥墩进行损伤等级划分并确定各损伤等级指标界限值。研究结果表明:试验范围内桥墩位移响应对车辆初始撞击能量和轴压比变化最为敏感;车撞下预制节段拼装桥墩损伤集中于直接受撞击节段;桥墩受撞处残余位移和截面损伤率越大,其受撞后损伤越严重;考虑残余位移和截面损伤的桥墩损伤评估方法可准确评估车辆撞击下预制节段拼装桥墩的损伤状态。

地震动与损伤模型对结构失效影响的统计分析

考虑到地震动的随机性对结构响应造成的变异性以及不同截面损伤模型对结构失效的影响,有必要对不同地震动作用下结构的失效模式进行统计分析.以一个钢筋混凝土平面框架为例,采用三种截面损伤模型来研究结构在不同地震动作用下的失效模式,基于加权秩和比的统计方法得出新的失效模式,通过定义相似度来描述其与最弱失效模式的差异性.结果表明,截面损伤模型对结构失效模式的影响有限,不同截面损伤模型得到的失效模式大体相近.基于规范设计反应谱,当输入的不同地震动之间的离散性较小时,首个失效截面位置都相同;所提出的失效模式与最弱失效模式有着较大的差异,前者具有统计意义,更便于工程实际应用.

考虑损伤的殿堂式古建木构整体有限元分析

针对殿堂式古建中整体分析中考虑损伤的不足,定义了新的损伤变量,对殿堂式古建整体进行了考虑损伤的ANSYS分析.以一个典型的明代殿堂式结构——北京法兴寺为工程背景,建立了结构模型,并进行ANSYS有限元静力分析,得到了结构的最大位移和弯矩等;分析了木材损伤的种类;选择有效截面的减小率为损伤变量,采用随机法和一致缺陷模态法对截面损伤模型进行了有限元静力分析和对比结果分析;最后对这两种模型持续加载,得到了其破坏时的极限荷载.

考虑NGA地震动衰减关系的主余震概率损伤分析

为研究主余震序列作用下结构的位移响应、失效模式以及整体损伤演化等方面的影响规律,结合主震与强余震统计关系和NGA地震动衰减关系构造了主余震地震动序列,采用改进的截面损伤率计算方法分析了算例结构在强余震引起的附加损伤率,并从概率角度刻画了强余震造成的概率累积损伤.研究表明:强余震引起结构的附加损伤随着其超越概率的减小而呈现增加的趋势;结构的主震损伤率与余震附加损伤率呈现近似负相关关系;当结构遭受主震后的损伤率较大时,即便较小的余震造成的损伤也会导致结构概率累积损伤发生较大的变化;如果余震的卓越周期与主震下受损结构的自振周期相近时,存在类共振现象,可加重结构的附加损伤.

钢丝绳损伤信号识别系统的研究

当前由于钢丝绳损伤检测系统的可靠性差,所引起的安全事故屡见不鲜。论文根据断丝、截面积损伤信号的不同特点,选用小波分析算法、BP神经网络和电压幅值比较法对损伤信号进行分类分析,并通过Matlab仿真软件检测,系统可靠性高,能有效预警。

斜拉桥桥塔横向地震损伤过程及减震措施研究

为了探讨H形斜拉桥上横梁进入有限塑性状态,从而减轻桥塔结构在横向地震作用下的动力响应,采用增量动力分析方法,确定以截面曲率作为评价桥塔地震损伤状态和损伤的主要指标,对混凝土上横梁和钢箱上横梁的耗能方案进行研究。结果表明:1)通过应用标定的截面曲率损伤指标,探讨了桥塔结构横桥向从屈服到破坏的过程,对桥塔的4种损伤状态进行评估,其方式是可行的;2)在横向地震作用下,下横梁端部及中塔柱顶部最早进入塑性状态,而中塔柱底部截面最晚进入;3)通过考虑混凝土上横梁进入有限塑性状态,可优化桥塔结构的横向地震响应、延缓易损截面发生破坏的时间;4)通过控制钢箱上横梁屈服弯矩水平,在强震作用下,构件率先进入塑性状态,发挥滞回耗能作用,降低结构横向刚度,桥塔减震效果明显。

FRP加固变截面局部损伤钢压杆的大挠度屈曲分析

考虑任意多区域局部损伤和FRP材料对变截面钢压杆弯曲刚度的贡献以及初弯曲、初偏心两种几何缺陷的耦合影响,首次基于大挠度理论建立了FRP加固变截面损伤钢压杆的稳定微分方程。提出一种将杆轴初始挠度近似拟合成圆弧的初弯曲模型,推导出压杆大挠度屈曲时最大挠度、荷载与杆端转角之间的函数关系。建立了基于边缘屈服准则的弯矩作用平面内稳定承载力的计算公式。探讨了局部损伤、FRP粘贴厚度、初弯曲、初偏心等参数对变截面局部损伤钢压杆FRP加固后的大挠度屈曲性能的影响。数值算例与已有文献对比和参数分析证明了本文解析算法、公式及结论的正确性和有效性。

锈蚀钢筋混凝土结构抗力衰变综述(Ⅰ):材料层次

针对锈蚀钢筋混凝土结构抗力衰变的影响因素复杂多样,从锈蚀钢筋力学性能、基于锈胀开裂的混凝土截面损伤、锈蚀钢筋与混凝土粘结性能等3个方面,回顾评述了相关研究成果,比较分析了既有锈蚀钢筋力学性能退化模型和粘结性能退化模型的异同,进而指出了当前研究存在的不足以及有待深入研究的方向.结果表明:既有材料层次的衰变模型多依赖于有限试验的经验回归,模型的普适性仍有待提升;从细观甚至微观的角度,探索钢筋的锈蚀形成与损伤演化,以形成统一的锈蚀后材料性能劣化模型,仍是有待进一步探索的研究方向;既有研究对混凝土自身性能的劣化关注不足,老化混凝土自身性能与时间关联模型的建立,有助于提高结构剩余寿命的预测精度.

核数据处理软件NECP-Atlas中的光子相关数据计算方法研究

NECP-Atlas是西安交通大学自主研制的核数据处理软件,具有丰富的功能,可将评价核数据制作为后续核设计所需的应用核数据库,本文在NECP-Atlas中建立了光子相关数据的计算方法,可计算产生中子核反应释放的瞬发光子产生截面、光子与原子的反应截面,裂变产物衰变释放的缓发光子多群产生矩阵,以及光子辐照损伤截面等数据。数值结果显示,如果不考虑缓发光子,钠冷快堆中控制组件、反射层组件的光子功率与参考解的最大偏差可达32.58%、20.41%,采用NECP-Atlas计算的多群缓发光子产生矩阵后两类组件偏差降为0.93%以下。采用文献结果对Fe的光子辐照损伤截面进行了验证,计算结果与参考解吻合良好。

锈蚀钢筋混凝土梁受弯承载力的计算分析

通过对锈蚀后钢筋截面的损伤、力学性能和粘结性能的退化、以及构件截面损伤的分析总结,并结合现有的关于钢筋混凝土梁受弯承载力的计算规范,推导出了锈蚀后钢筋混凝土梁承载力的计算式,并通过对实际试验数据的验证,可知在锈蚀率大于6%时,理论计算值将达到锈蚀后梁试验承载力的75%以上,满足安全储备的要求,此时理论计算值较符合实际情况.

桥梁结构的耐久性检测

总结了桥梁结构耐久性的主要内容,并提出了将耐久性检测作为现场试验研究的有利补充的建议,为通过桥梁结构耐久性损伤直观判断桥梁工作状态打下了良好的基础。

中国散裂中子源靶站重要部件的辐照损伤计算与分析

本文采用高能粒子输运程序MCNPX2.5.0,对中国散裂中子源(CSNS)靶站重要部件所使用的钨、SS316不锈钢与Al-6061等材料,由于中子与质子辐照所引起的损伤能量截面与原子离位截面进行了计算,对钨靶体、靶的不锈钢容器、慢化器与反射体的铝容器等部件的辐照损伤量——原子离位次数(displacement pe ratom,DPA)进行了计算与分析,并给出了质子束斑形状对靶体及靶容器DPA峰值的影响.这些计算与分析对正在建设的中国散裂中子源靶站的设计及参数选择具有重要的实际意义.

Pt5Rh ODS复合材料的高温蠕变性能研究(英文)

采用大塑性变形法制备氧化物弥散强化铂铑(Pt5RhODS)复合材料,对材料进行了高温蠕变试验。结果表明,复合材料在高温低应力条件下,表现出的名义应力指数随温度变化较小,名义激活能高于纯Pt和Pt10Rh合金,而且比常规合金材料具有更好的高温蠕变性能。复合材料的高温蠕变性能用晶界反应控制来解释,说明复合材料的蠕变受到扩散蠕变机制控制。复合材料的蠕变断裂行为符合连续蠕变损伤中的内截面损伤模型,蠕变断裂特征为沿晶断裂。

基于概率的钢框架结构地震失效模式识别方法

该文定义了构件的截面损伤指标,基于增量动力分析(IDA)方法,对地震输入下结构的失效模式进行分类,进一步统计得出各失效模式下构件端部截面损伤均值。提出基于概率的地震失效模式识别方法,建立各失效模式下结构失效概率关系表达式。基于OpenSees平台,对一个20层benchmark钢框架结构模型进行数值分析,结果表明,根据关键层的损伤状态可以合理地划分失效模式,引入构件重要性系数能较好地反映各构件截面损伤对结构失效模式的影响,基于概率的地震失效模式识别方法能有效的判别结构发生各失效模式的概率大小。