局部冲刷下砂土中桩-盘复合基础H-T联合承载特性

海上风机基础工作时既承受复杂组合荷载作用,也受波流冲刷影响。单桩-摩擦盘复合基础同时结合了单桩与重力式基础的特点,摩擦盘还可起防冲板作用。为探讨砂土地基中H-T联合作用时局部冲刷对这种复合基础承载特性的影响,首先基于室内水槽试验装置,完成了一系列模型载荷试验;获得了冲刷前后桩-盘复合基础的荷载-位移曲线,经无量纲化处理与曲线拟合,获得H-T联合受荷桩-盘复合基础的承载包络线及其简化计算公式。然后,采用有限元细化分析了主要冲刷参数(冲刷深度、冲刷宽度、冲刷角度)及加载点高度对复合基础承载特性的影响,结果表明:冲刷坑的存在使复合基础的横向及扭转抗力明显降低,削弱程度分别可达25%及45%;进一步分析表明,桩身弯矩值随加载点高度的增加而显著增大,随预加扭矩的增加呈下降趋势;局部冲刷会明显削弱复合基础的承载力,同时H-T联合作用时相应的承载力包络线向内发生不同程度的收缩;其中,冲刷深度的影响最大,对横向抗力与扭转抗力的削弱程度分别可达约35%及60%,冲刷角度次之,冲刷宽度的影响最小;此外,不同加载路径下桩-盘复合基础承载力包络线呈现一定程度的差异。

内置T型钢骨-T形钢管混凝土短柱的有限元分析

为了进一步的研究内置T型钢骨-T形钢管混凝土短柱轴压力学性能,在试验研究的基础上,使用有限元软件ABAQUS建立相应的模型进行对比分析,研究了钢管屈服强度、钢骨屈服强度和混凝土强度对内置T型钢骨-T形钢管混凝土短柱极限承载力的影响。结果表明:有限元模拟的结果与试验得到的破坏模式基本一致,试件的承载力与钢管纵相应变曲线也相吻合;钢管屈服强度、钢骨屈服强度和混凝土强度的提高对试件极限承载能力均有所提高,钢管屈服强度影响较大。

800MPa高强钢T形截面轴压构件极限承载力有限元分析

针对800MPa高强钢T形截面轴压构件失稳问题,基于ABAQUS软件建立有限元计算模型,分析残余应力、几何初始缺陷、翼缘宽厚比、腹板高厚比和构件长细比对构件极限承载力的影响,建立正则化长细比与整体稳定系数关系曲线,并将高强钢T形截面轴压构件极限承载力的模拟结果与GB50017—2017系列设计规范进行比较分析。结果表明:建立的有限元模型能够准确模拟试验构件的屈曲行为,残余应力峰值对短柱承载力影响较小,对大长细比构件的承载力影响较大;试件初弯曲和板件翘曲对小长细比构件极限承载力影响较大,随构件长细比增加,构件极限承载力随着翼缘宽厚比变化表现为敏感度降低,腹板的高厚比变化规律与之类似。计算得到的稳定系数与GB50017—2017中b类柱子曲线吻合较好,建议采用b类柱子曲线计算800MPa高强钢焊接T形截面轴压构件的极限承载力。

新型T-P抗剪连接件承载性能研究

为了加强抗剪连接件的抗剪承载性能,在传统PBL开孔钢板端部焊接一块平行钢板,形成类似T字的新型T-P抗剪连接件。考虑贯穿钢筋、孔洞数量、混凝土强度、添加钢板长度4种变量控制下的影响,并与传统PBL进行比较。结果表明:T-P抗剪连接件比PBL连接件具有更好的抗剪刚度和抗剪承载力,添加钢板距离加载点较近的T-P连接件的抗剪承载性能更优,T-P连接件的变形能力较PBL连接件要弱。参数变化结果表明:增加贯穿钢筋、加长端部钢板长度、提高混凝土强度等级可明显提高T-P抗剪连接件的抗剪承载力,增加孔洞数量可提高其抗剪承载力但提高幅度不大;添加钢板距离加载点近的T-P连接件的应力分布更分散均匀,变形程度更小;布置贯穿钢筋、增强混凝土强度、加长钢板长度能够提升T-P连接件的抗剪刚度,其中混凝土强度及贯穿钢筋提升效果明显,可提高T-P连接件的变形能力。

地震高烈度地区部分斜拉桥超大吨位减隔震支座设计研究

为确保地震作用下高烈度地区部分斜拉桥超大吨位减隔震支座的抗震性能,以靖远金滩黄河大桥为背景,对该桥20000 t级减隔震支座进行结构设计与性能研究,并开展全桥减隔震体系性能分析。通过将支座设计为具有自润滑功能,精准控制摩擦副摩擦系数使支座在常规工况下(摩擦系数在0.03以内)与地震工况下(摩擦系数大于0.05)分别发挥作用;正常位移及转动摩擦副与减隔震摩擦副的耐磨板分别采用改性超高分子量聚乙烯和改性聚四氟乙烯,保证了支座摩擦副的耐磨性能;将限位装置安装在支座侧面实现了支座限位装置的可更换性。结合仿真分析、抗剪销抗剪试验和支座缩尺模型试验对支座各构件强度、抗剪销性能及支座性能进行了验证。利用有限元软件开展了全桥减隔震体系性能分析,采用反应谱法与时程分析法分析了E2地震作用下桥墩及桩基础强度、支座剪切位移、伸缩缝变位,结果表明主墩、过渡墩及其桩基础截面抗弯能力,主墩支座剪切位移,过渡墩墩顶伸缩缝宽度均满足要求。

倒T形盖梁牛腿抗剪承载能力及配筋方案研究

针对城市高架桥项目中的大悬臂倒T形预应力盖梁,以实际工程为研究对象,分析中、美、欧三种规范的抗剪承载力公式,以不同标准的计算公式为基础,对工程实际预应力盖梁尺寸进行研究,验证倒T形盖梁牛腿部位的配筋形式,为大悬臂倒T形预应力盖梁的设计与应用提供借鉴。

基于t⁃SNE降维方法的滚动轴承剩余寿命预测

由于实际工况下的轴承退化数据有限,无法获得足够的退化数据来训练神经网络,在深度学习网络中很难得到好的预测结果,所以提出一种新的结合机器学习和统计数据驱动的方法。首先对原始振动信号做特征提取,通过集合经验模态分解奇异值分解(Ensemble Empirical Mode Decompositiont Singular Value Decomposition,EEMD+SVD)得到数十维特征,加上剩余寿命预测常用的诸如峭度、均值等有效特征,利用决策树筛选出15维特征;将所筛选特征进行双指数拟合并通过t分布随机近邻嵌入(t⁃distributed Stochastic Neighbor Embedding,t⁃SNE)将退化信号降维成线性趋势。线性退化趋势在预测上相比于指数趋势有更好的泛化性,同时预测准确度相比于指数模型支持向量回归(Support Vector Regression,SVR)和深度信念网络(Deep Belief Network,DBN)都有较高的提升。

T型加劲肋钢顶板-纤维混凝土组合桥面板的抗弯承载力

为研究考虑T型加劲肋贡献的组合桥面板抗弯承载力,采用经试验验证的有限元模型开展关键参数分析,主要影响参数包括纤维混凝土层厚度、纤维混凝土强度、钢顶板厚度、钢板强度和钢筋直径。结果表明:正弯矩抗弯承载力随纤维混凝土板厚度、纤维混凝土强度、钢顶板厚度和钢板强度的增加而提高;负弯矩抗弯承载力随钢顶板厚度、钢筋直径和钢板强度的提高呈线性增长趋势,但不随纤维混凝土强度增加而提升。基于组合桥面板的受力特性与破坏模式对其正负弯矩区的抗弯承载力公式进行研究,提出考虑T肋贡献修正系数的组合桥面板正弯矩区抗弯承载力修正计算公式,并推导出考虑T肋参与受力的组合桥面板负弯矩区抗弯承载力计算公式,均具有较好的计算精度。

基于HMFDE和t-SNE的旋转机械故障诊断方法

针对旋转机械的故障特征提取较难,以及单一类型的特征无法全面反映故障特性的问题,提出了一种基于混合多尺度波动散布熵(HMFDE)、t分布-随机邻域嵌入(t-SNE)和郊狼优化算法(COA)优化极限学习机(ELM)的旋转机械故障诊断方法。首先,采用特征加权提出了混合多尺度波动散布熵方法,并将其用于提取旋转机械振动信号的故障特征;随后,采用t-SNE方法对混合故障特征进行了特征降维,挑选出了最能够反映故障特性的特征子集,构建了敏感特征样本;最后,采用郊狼优化算法对极限学习机的输入权重和隐含层阈值进行了优化,完成了旋转机械的故障识别和分类;以齿轮箱和滚动轴承故障数据集为对象,对基于HMFDE、t-SNE和COA-ELM的故障诊断方法进行了实验,验证了方法的有效性。研究结果表明:采用HMFDE-t-SNE-CAO-ELM故障诊断方法可以取得100%的故障识别准确率,该方法能够有效地诊断旋转机械的不同故障类型和损伤;相较于基于单一类型特征的故障诊断方法,其准确率分别可以提高0.68%、22.42%、29.18%(齿轮箱)和1.43%、8.23%、23.67%(滚动轴承),虽然牺牲了一定的计算效率,但准确率得到了明显的提高;相较于其他常规故障分类器,COA-ELM的故障识别准确率具有明显的优势。

EEMD熵特征和t-SNE相结合的滚动轴承故障诊断

针对滚动轴承振动信号的非平稳非线性特性,提出了一种采用集合经验模态分解(EEMD)熵特征提取、t-分布邻域嵌入(t-SNE)和粒子群优化-概率神经网络(PSO-PNN)的滚动轴承故障诊断方法。首先,对振动信号应用EEMD算法实现分解,生成多个固有模态函数(IMFs),对生成的含有主要故障信息的模态分量进行选择,以进一步实现熵特征提取,然后对高维特征数据应用t-SNE算法进行降维,最后利用PSO-PNN分类器进行故障识别。通过案例1和案例2的分析结果表明:该方法对滚动轴承故障识别率均达到100%,具有较高的故障识别率,能对滚动轴承的故障类型有效的识别。

复式钢管混凝土T形件单边螺栓节点承载力研究

T形件单边螺栓连接节点应用到复式钢管混凝土结构中可充分利用双层钢管的截面特点,传力性能好且抗震性能高。对5个节点试件进行柱端水平往复加载试验并进行了数值模拟分析,试验中T形件因加肋方式不同出现了3种变形特征,而节点整体的破坏形态均为T形件屈服后钢梁塑性变形,数值模拟结果与试验结果吻合较好。根据试验和有限元结果分析了节点传力构件的受力机理,提出T形件受拉模型,分别计算T形件翼缘和加劲肋提供的抗弯承载力,从而得到节点的抗弯极限承载力计算公式,计算结果与试验结果误差较小,与数值模拟结果也十分相近。研究结果表明采用T形件受拉模型计算的节点承载力公式适用于T形件与单边螺栓强度相匹配的情况,T形件加肋形式对节点极限承载力影响最大,其次为T形件翼缘厚度,T形件腹板厚度影响很小;此外随着T形件翼缘厚度的增加节点承载力提高越来越小,故得出了单边螺栓直径与T形件翼缘厚度的最大临界值和最佳匹配值,为该节点工程应用提供理论参考和设计依据。

扭矩-竖向荷载联合作用下楔形端承摩擦桩承载性能分析

为了讨论楔形端承摩擦桩在扭矩T-竖向荷载V联合作用下的承载性能,考虑地基土剪切模量在地面处为非零值且随深度呈幂函数的分布形式,根据能量法和变分原理,分别得出基桩在桩顶竖向荷载和扭矩作用下的桩身竖向位移以及扭转角微分控制方程。采用MATLAB编制程序求解楔形端承摩擦桩的极限竖向荷载、极限扭矩,得到相应的承载力包络图。在T→V加载顺序下,通过改变初始扭矩值,分析了初始扭矩对楔形端承摩擦桩竖向承载特性的影响。对T-V联合受荷楔形端承摩擦桩进行了参数影响分析。研究结果表明:与等截面桩相比,纯压和纯扭作用下楔形端承摩擦桩的极限竖向荷载和极限扭矩有所提高。在T→V加载顺序下,楔形端承摩擦桩承载力包络线相比等截面桩有所外扩。随着桩径变化率的增大,楔形端承摩擦桩的承载力包络线也随之向外扩张。当初始扭矩与极限扭矩之比超过一定值时,楔形端承摩擦桩极限竖向荷载开始显著降低,需注意T-V组合效应。对于大直径长桩而言,需要重视初始扭矩对基桩竖向承载性能的影响。一味提高混凝土标号并不能极大的改善基桩在T→V受荷模式下的竖向承载性能。

T形受压区混凝土应力模型系数的计算分析

我国混凝土规范正截面承载力等效应力模型采用定值应力模型系数,未考虑截面几何特性和受力情况两个主要影响因素。在德国混凝土规范矩形截面等效应力模型系数解析解的基础上,按照极限状态所有可能的应变分布,考虑拉弯至压弯所有可能的受力,基于应力-应变本构方程,推导T形受压区应力模型系数解析解,补充了一种近似程度较少的电算方法。计算结果表明:纯弯至大偏心受压时,应力模型系数约为常量,但应考虑截面几何特性影响;翼缘相对宽度是影响应力模型系数的主要因素,力臂系数受影响程度约是应力系数的两倍。

国产Q460高强钢焊接T形截面轴心压杆整体稳定承载力研究

为了研究国产Q460高强钢焊接T形截面轴心压杆的整体稳定承载力,用厚度为8mm和12mm的国产Q460高强度钢板制作了3根焊接T形截面试件进行轴心受压试验。基于实测的钢材力学性能、截面残余应力和试件几何尺寸,建立考虑了初始几何缺陷和力学缺陷的有限元模型,分析预测试件的极限承载力,并将有限元结果与试验结果进行对比,验证有限元分析方法的正确性。利用经试验验证的有限元分析方法,补充计算了24根不同长细比压杆的整体稳定极限承载力,将相应的整体稳定系数与《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)中的柱子稳定系数曲线进行比较。研究表明,国产Q460高强钢焊接T形截面轴心压杆的整体失稳形式为绕对称轴的弯扭失稳,失稳时压杆进入了弹塑性变形阶段,在设计过程中选取b类截面柱子曲线对其进行计算是安全可靠的。

型钢混凝土T形柱-钢筋混凝土板新型节点冲切性能研究

为研究型钢混凝土(SRC)T形柱-钢筋混凝土(RC)板节点冲切性能,对3个T形SRC柱-RC板节点和2个方形SRC柱-RC板节点进行了竖向荷载作用下的冲切破坏试验。试验变量包括板厚、柱截面形状和有无柱帽。试验结果表明,所有试件耗能能力较弱,均发生了脆性冲切破坏。柱截面形状的变化会导致冲切剪应力的分布更为复杂,出现应力集中现象。增加板厚和设置柱帽可以有效提高板柱节点的冲切承载力和残余承载力。此外,采用ABAQUS软件进行了数值模拟分析。数值计算结果和试验结果在荷载-位移响应、混凝土应变和破坏模式方面具有良好的一致性。参数分析结果表明,柱内型钢能发挥对板内钢筋的悬挂作用,改善板柱节点的残余承载力。但配钢率的增加对残余承载力的提升并不明显。T形柱的肢高肢厚比对节点冲切承载力的影响可以忽略,增大柱帽的平面尺寸与截面高度均能够提高节点冲切承载力,相比之下柱帽截面高度对于冲切承载力的影响更为明显。

小半径曲线桥T梁施工阶段异常横向位移分析及处理

为解决小半径曲线桥T梁施工阶段梁体异常横向位移的问题,以某高速公路匝道小半径装配式T梁桥为背景进行研究。利用MIDAS Civil软件建立该桥第2联及第3联的有限元模型,分析3种工况(原设计成桥状态、梁端间隙处刚性填充并保持支座约束、梁端间隙处刚性填充并释放支座约束)下,不同温度作用(整体升、降温10、20、30℃)、横向温度梯度和汽车离心力对桥梁结构主梁支承点横向位移和支座横向剪力的影响。结果表明:原设计成桥状态工况下桥梁位移及内力均正常,但对梁端间隙进行刚性填充后,各墩支座在横向温度梯度及整体升温作用下的横向剪力远大于支座横向水平承载力,导致支座发生剪切破坏无法提供有效约束。根据分析结果,解除了梁端处刚性填充,保持梁端设计间隙,并按主梁原设计位置横向纠偏复位,同时对发生剪切破坏的支座进行了更换。采取以上处理措施后,该桥异常横向位移问题已得到解决,桥梁正常运营并且状态良好。

T型复合结构空气静压支承平台承载性能研究

为了深入研究空气静压轴承在径向和轴向复合工况下的承载性能和规律,设计并研制了一台T型复合结构空气静压支承平台装置。结合T型复合结构空气静压支承平台的三维模型,采用流体润滑理论和有限体积法对空气静压组合轴承与单独径向轴承进行了数值计算,研究了偏心率和供气压力以及转速等参数对空气静压轴承承载力和刚度的影响规律。结果表明:空气静压轴承随着偏心率和供气压力的增大其承载力呈逐渐增大规律;单独径向轴承的承载性能要优于组合轴承的承载性能。

基于静动载试验的预制装配式T梁桥承载能力

为评价新建预制装配式桥梁的结构性能和工作状态,对遂德高速公路九龄岗大桥40 m T梁段进行单梁静载试验、全桥静动载试验以及有限元仿真分析。通过静载试验测试了单梁与成桥阶段控制截面的应变、挠度,并结合有限元计算结果对比分析,采用脉动试验和行车试验获得了桥梁的自振特性、不同行车速度下的动力效应和冲击效应。研究表明:单梁与全桥静载作用下结构应变及挠度校验系数均满足规范要求,卸载后相对残余应变及位移远小于规范规定的20%,结构承载能力良好;边梁在各级加载下的挠度、应变值与荷载横向分布系数均大于中梁,总体上变形、应力分布较均匀,结构抗扭刚度与强度有一定安全储备;脉动试验实测阻尼比为1.139%,小于规范规定的5%,该桥动力特性良好,在结构体系振动过程中具有较好的能量耗散性能;行车试验中随着车速增加,结构动力效应越显著,动挠度、动应变与冲击系数有明显增大的趋势,实测冲击系数为0.065~0.133,表明该桥面平整度良好。

S900级高强矩形截面T型节点力学性能与承载力分析

针对T型S900级高强钢矩形截面相贯节点展开力学性能分析与承载力计算分析研究,首先采用ABAQUS建立T型高强钢节点的精细化有限元模型,并采用已有试验结果进行验证;然后进行全面的参数影响分析,研究T型相贯节点中几何参数主、支管边长之比、壁厚之比及主管边长与壁厚之比对节点受力性能和破坏形态影响,分析评价其受力性能、变形性能及破坏机理;最后对比分析国内外规范承载力计算方法。分析研究结果表明:目前的国内钢管节点设计公式,即GB50017-2017中相关公式计算结果与T型高强钢相贯节点承载力较接近;而CIDECT的建议公式则在一定程度上高估了其承载力,分析结果可为其分析和设计提供参考。

500t自制卧式压力机在磨辊返修中的应用

磨辊是水泥生产设备立磨的核心部件之一,磨辊运行的好坏直接影响立磨的整机性能。轴承损坏、磨辊油温居高不下、磨辊漏油等问题影响磨辊的运转,磨辊在运行中常出现卡死现象。返修的磨辊在使用过程中受到物料的挤压,会造成轮毂变形、轴承卡死,无法拆卸。为了快速、便捷、高效地拆卸磨辊,徐州中材装备重型机械有限公司设计了1台500t自制卧式压力机。本文以TRM型立磨为例,分析维修磨辊时拆卸轴承的方法,以降低磨辊维修成本。