高速铁路声屏障动力特性试验与理论研究

研究目的:为更好地指导高速铁路声屏障结构设计与性能评估,通过开展声屏障结构动力响应现场试验,分析动力作用的传递方式,识别钢立柱与单元板等主要构件的动力行为,揭示声屏障动力作用机理,并进一步构建声屏障非线性动力分析模型,讨论板-柱连接刚度对结构动力性能的影响,研究声屏障结构频响特性,提出声屏障动力性能提升的相关建议。研究结论:(1)列车气动荷载作用下,立柱和单元板分别以弯曲振动和刚体运动为主,结构呈现非线性振动特征;(2)提出的高速铁路声屏障结构动力分析模型揭示了非线性振动作用机理,理论分析与现场实测结果基本吻合;(3)板-柱连接刚度是表征单元板约束状态和影响结构动力响应的关键参数,建议增加板-柱连接刚度相关控制要求;(4)声屏障结构动力分析方法可用于指导声屏障结构的优化设计与性能评估。

考虑管参与工作的圆管式空心板截面承载力试验与理论研究

为深入掌握内置GBF高强薄壁管的圆管式空心板结构性能,研究了这类结构中GBF高强薄壁管是否参与结构受力的问题。首先通过试验实测了圆管式空心板截面承载力,然后根据薄壁管的实际受力状况对截面承载力进行了较精确地理论分析,推导了考虑管参与受力的截面承载力计算公式。研究表明:在承载力极限状态下当混凝土受压区高度满足一定条件时,GBF高强薄壁管将参与结构受力从而一定程度上提高了结构的截面承载力;根据截面受力状况的不同,该类空心板截面承载力的准确计算需要分2种情形考虑;在设计中仅将GBF高强薄壁管视为成孔内模是不当的,应充分考虑其对结构极限承载力的影响。

轻钢龙骨复合剪力墙结构抗火研究进展

冷弯薄壁型钢房屋建筑结构是公认的绿色与工业化建筑,在我国具有良好应用与发展前景,其相关抗火理论及设计方法得到国内外学者的高度关注。课题组从2003年开始冷弯薄壁型钢结构研究工作,提出了多层轻钢龙骨复合剪力墙结构体系,并对其展开系统试验与基础理论研究。针对轻钢龙骨复合剪力墙建筑结构的若干关键抗火问题,即冷弯薄壁型钢结构主要组成材料及连接件高温性能、冷弯薄壁型钢结构垂直与水平分隔构件耐火试验、数值与解析计算模型等方面,对课题组的最新研究进展进行了介绍,同时指出了今后尚需开展的研究工作。

连续空心板满足承载能力要求的弯矩调幅限值研究

试验与理论结合,研究了圆管式空心连续板的塑性内力重分布性能与弯矩调幅限值问题。首先,进行了4块大比例尺的2跨连续板加载试验,实测了圆管式空心连续板在进入塑性状态后的塑性铰区长度与塑性铰转动能力等问题。然后,在试验研究基础上从理论上分析了圆管式空心连续板在固定荷载下满足承载能力要求的弯矩调幅限值问题。试验研究表明,在16.5%～30.7%的调幅幅度下圆管式空心连续板均能达到完全的内力重分布,而理论计算表明圆管式空心板的极限弯矩调幅值将达35.65%。通过试验与理论的综合研究,表明了这种类型的连续板具有良好的塑性内力重分布性能与较高的弯矩调幅限值。

汽车工业中发动机与NVH的相关性计算

由于汽车领域的市场竞争以及顾客们的高要求,听觉舒适性已成为最重要的工程学要求之一。本文针对噪声、振动及声振粗糙度(NVH)试验的计算相关性,通过发动机的有限元模型修正以及发动机和车身连接点上的振动等级(低、中频的范围)展开研究。这种方法的主要目的,是使用修正的有限元模型获取连接点振动等级(低频和中频的范围)的绝对值。该项工作的试验与理论分析,有助于理解真实情况下的振动表现,获取新的更接近现实的有限元模型。本文呈现了经过最终修正后的试验与计算相关性结果以及运行仿真测量值的水平。

表层嵌贴CFRP-混凝土界面粘结性能简化分析

为深入研究表层嵌贴碳纤维增强复合材料(CFRP)加固混凝土结构的界面粘结性能,采用试验与理论分析相结合的方法,分析了混凝土强度、粘结长度和槽边距等因素对界面粘结性能的影响,提出了考虑残余摩擦力的三折线粘结滑移本构模型,并将其简化为无上升段的双折线模型,建立了其界面粘结应力微分方程,通过求解方程得出了解析解的一般形式,推导出界面粘结应力、界面滑移量的分布函数,进而得到了界面粘结承载力的计算公式。最后通过试验对双折线粘结滑移模型进行了验证,并与三折线粘结滑移模型进行了对比分析。研究结果表明:由简化的双折线粘结滑移模型得到的界面粘结行为曲线和基于三折线模型的差异不大,并与试验结果吻合较好;提出的简化分析方法能够较好地描述表层嵌贴CFRP与混凝土的粘结行为。