预应力撑杆构件交互屈曲与承载力智能估计方法

预应力撑杆构件造型优美、省材高效,但由于其柔度较大,易产生多个屈曲模态交互耦合即“交互屈曲”模式的破坏,且交互屈曲对其极限承载力、屈曲性能影响显著。研究了交互屈曲对预应力对称、不对称撑杆构件在轴压、压弯作用下屈曲性能、极限承载力的影响,并据此采用基于回归算法的人工神经网络(ANN)建立了其极限承载力估计模型。研究结果表明,对于预应力撑杆构件,模态交互易造成不稳定后屈曲,且对其极限承载力有显著的削弱效应;该削弱效应是否会产生影响由结构几何参数与参与交互的模态屈曲荷载决定,其削弱程度受结构撑杆不对称性、预应力水平影响;所建立的极限承载力ANN预测模型可考虑交互屈曲的影响,且准确、可靠、适用范围广泛。研究可为后续开发预应力撑杆构件智能设计软件平台提供基础,满足工程设计的需求。

预应力混凝土轨枕翻转机结构设计

为提高预应力混凝土轨枕短模流水机组法生产线的生产效率,结合轨枕短模模具的外形特点设计一种轨枕翻转机,并从翻转机整体结构的防倾覆、设计合理性两个方面展开研究。首先,简化翻转机整体结构,计算其倾覆力矩和稳定力矩的比值。其次,利用有限元软件对翻转机的关键零部件进行静力学分析,检验翻转机是否能够满足使用要求。最后,通过样机的空载试验和负载试验对翻转机进行试验研究。

钻锚注一体机在红层泥岩隧道预应力锚杆施工中的试验应用

针对高速铁路隧道预应力锚杆施工,选用合适的施工设备、预应力锚杆及树脂药卷类型和施工方法,是保障高速铁路隧道施工安全和控制分险的关键。本文以成渝中线高速铁路中梁山红层泥岩隧道预应力锚杆施工为工程案例,从钻锚注一体机的设备选型、预应力施工方法、锚杆选型,进行了现场施工可行性分析,总结出了高铁隧道钻锚注一体机施工红层泥岩隧道预应力锚杆的施工工艺。

多向模锻制造技术及其装备研制

多向模锻又称为多柱塞模锻,可以在一次加热和压机一次行程中完成复杂形状、特别是带内腔或凹凸外形锻件的锻造。其锻件的性能好,并可提高材料利用率1倍以上,减少后续切削加工量。因此,多向模锻是一种精密优质、节能省材的绿色锻造技术。但大、中型多向模锻需要的重型多向模锻液压机,要能够在水平和垂直两个方向提供压制力。与普通液压机比较,多向模锻液压机在承载机架的设计与制造上存在较大的难度。针对此关键技术问题,提出基于预应力钢丝缠绕的'正交预紧机架'结构。利用预应力钢丝缠绕,对整体机架同时产生垂直和水平两个方向的预紧力,以平衡多向压制载荷。应用正交预紧机架设计制造的40 MN/64 MN多向模锻液压机,验证该新型结构的有效性和可行性。这一技术突破为在我国推广多向模锻制造技术,促进我国锻造行业的节能、减排和技术进步,奠定了技术保障。

数字孪生驱动的预应力钢结构安全智能控制方法

针对预应力钢结构力学参数实时变化导致安全性能分析与预测精度不足,无法实现结构的智能化安全控制,本文提出了数字孪生驱动的预应力钢结构安全智能控制方法.通过考虑结构安全状态的时空演化,形成基于数字孪生的安全智能控制框架,并将安全控制分为性能分析与预测两个方面.在控制框架的驱动下,研究了孪生模型的搭建机制并通过三维激光扫描技术和加权平均法修正模型提高保真性.基于三维激光扫描技术修正模型中关键节点坐标,有效降低了由施工误差导致的模型仿真误差.通过加权平均法综合考虑拉索的各个节点索力,修正模型中的构件尺寸,有效降低了因材料缺陷导致的模型仿真误差.依托孪生模型,精准获取表征结构安全的力学参数,为结构的安全分析与预测提供了数据支撑.融合D-S证据理论分析结构的安全状况,找到结构体系中最关键的受力构件及力学参数变化程度最高的节点.在结构安全性能预测过程中,建立数字孪生与随机森林的融合机理,分析各类因素对结构安全性能的影响程度并调整关键影响因素,预测结构的安全性能,最终形成结构安全控制机制.通过给出结构安全维护措施,有效地保证了结构的安全性.以轮辐式索桁架为研究对象,进行了方法的应用,验证了数字孪生在结构安全控制方面的有效性.

大跨度椭球形弦支穹顶预应力张拉成形方法对比分析

针对常州体育馆大跨度椭球形弦支穹顶的施工成形过程,采用ANSYS有限元软件进行仿真模拟分析。通过比较张拉工装、张拉误差及施工工艺的难易程度,选择一种对于该类结构而言较为优化的张拉成形方法。根据张拉过程分析及三种施工工艺的对比分析得出,运用环向索张拉成形的施工方法能够比较准确的使结构在张拉后达到设计所需的预应力态。同时采用环向索张拉设备少,可以较好的控制张拉后的环向索线形。

数控落地铣镗床滑枕变形有限元分析及补偿

TK6920B型大型数控落地镗铣床由于滑枕自质量和主轴箱的重心偏移而导致滑枕变形,从而影响机床的加工精度.针对这一问题,提出使用挠曲线预应力加工法和液压拉杆法对滑枕变形进行补偿,为了减少实验次数和降低成本,本文使用Ansys WB有限元软件对滑枕变形分析和变形补偿效果进行预测.对滑枕变形量的仿真分析结果和实验测量结果进行了对比分析,结果表明,滑枕变形量的误差在5μm以下,有限元分析结果是可靠的;补偿后的滑枕最大变形量为20μm左右,说明了补偿方法的补偿效果可以满足实际生产中加工精度的要求.

管桩预应力自动张拉机张拉部件的优化设计与疲劳寿命分析

针对现有管桩预应力张拉机的张拉部件因疲劳强度不足而引起断裂问题,设计了合抱式张拉部件,并结合实际生产工况进行了疲劳寿命分析和结构优化。以提高系统的响应速度为目标对张拉部件进行了轻量化的结构优化设计;考虑到其受到的变幅载荷是随机的,得到的疲劳寿命具有较大的离散性,且在前期优化设计中变幅载荷曲线难以准确获取,故对张拉部件进行了寿命预测和疲劳强度评估,将变幅载荷转化为峰值的恒幅载荷条件分析了其疲劳寿命。通过结合改善变截面处应力集中等方法,结果表明:重量减轻了3.5%,疲劳寿命提升了15.5%。对优化设计方案的疲劳寿命预测与评估有工程实用价值,可为张拉机的设计与工程化提供参考。

工程陶瓷超声振动辅助下的预压应力压痕试验

提出了一种超声振动辅助加工下的预压应力压痕试验,采用ZrO2、95%Al2O3、SiC工程陶瓷作为试验材料,研究外部载荷对材料的加工损伤影响机理。结果表明,在无预压应力压痕过程中,3种材料的加工损伤表现出不同的形式,如径向裂纹、边缘破损和微裂纹;在预压应力压痕过程中,不论是相同法向负载还是相同压痕深度条件下,上述材料的加工损伤都受到了不同程度的抑制,同时证实了预压应力会加大压痕过程的法向力,减小压痕深度。在超声振动辅助下的预压应力压痕试验过程中,由于超声振动的作用机理,有效减小了压痕过程的法向力、增大了压痕深度,有利于工程陶瓷的高效低损伤加工。

机制砂超缓凝HPC的研制与工程应用

作者采用机制砂成功地研制了工作性较好、缓凝 2 4h以上的超缓凝高性能混凝土 。

3项关键性技术在U型薄壳渡槽施工中的应用

跨流域调水工程中,巨型渡槽的施工技术是困扰渡槽建设的一个难题.针对实际工程,对预应力U型薄壳渡槽施工过程中的3项关键工艺:移动式造槽机的应用、高性能混凝土的施工技术、预应力钢绞线的张拉的施工经验进行了总结,给出了高性能混凝土的优化配制及浇筑技术和预应力钢绞线的张拉顺序,为预应力U型渡槽的建设提供了安全保障;移动式造槽机应用于U型薄壳渡槽建设的模板工程中,提高了施工速度和工程质量,解决了跨河施工的难题,可为同类工程的建设参考.

立式机床主轴动态特性分析

主轴系统是机床产生振动的关键部件,分析主轴的动态特性可以了解机床的抗振能力和变形方式。分析中将主轴与支撑轴承简化成一个弹性系统,同时将主轴旋转产生的离心力当作结构的预应力,该方法为主轴类零件的动态分析提供了新的思路。

基于无线通信的预应力张拉控制系统研究

研究了基于nRF401无线通信模块的预应力张拉控制系统。所设计的系统由ARM控制器和nRF401无线模块组成张拉控制系统的主控机,次控机由AVR单片机控制板和nRF401无线模块,电源模块等构成。系统利用主控机对两端次控机无线通信控制、以及两端次控机相互通信的方式实现了整个张拉过程的同步控制。

大型预应力U型薄壳渡槽施工过程仿真分析

针对预应力U型薄壳渡槽的施工问题,采用单元“生和死”的技术及“时程”分析的方法进行了仿真计算,得出了预应力U型薄壳渡槽在张拉纵、环向预应力锚索、装配横杆、造槽机移位过跨等受载过程中槽身混凝土的力学行为变化规律.在上述一系列的施工过程中,施加预压应力效果较好,采用造槽机施工对槽身损伤小,为渡槽的设计和施工提供了依据.

配重行走式架桥机过跨安全性试验研究

配重行走式架桥机是公路桥梁的架梁设备之一。针对配重行走式架桥机的实际工作过程,分析了基础桥面梁体的受力状况,并对其承重能力进行了试验研究。

预应力管桩张拉机卡爪过渡曲线的优化设计

针对卡爪在预应力管桩张拉机生产过程中容易在其头部位出现断裂问题,利用形状优化设计理论与有限元分析的结合方法,分别提出了B样条曲线、双曲率圆弧曲线2种过渡结构作为优化设计方案,并分别利用有限元分析的方法对其进行了优化求解。优化结果表明:采用B样条曲线作为卡爪头部位过渡结构的优化方案,可以极大地降低应力集中现象和避免断裂,从而使预应力管桩张拉机生产运行更加可靠,为新一代预应力管桩张拉机的研究提供了理论依据。

既有锚索二次张拉机具技术研究

预应力损失是降低锚索支护效果的重要原因,对既有锚索实施二次张拉,恢复设计预应力对工程防护具有重要的意义。针对既有锚索尾部长度短,无法直接进行二次张拉的问题,研究设计了一种由新型T型锚盘、圆环垫片、持力钢套等部件组成的可拆卸式的既有锚索二次张拉机具。从机具的部件组成、施工流程、技术要点和工程实践等方面进行了详细阐述,该机具操作简单、节省空间,还可重复利用。既有锚索二次张拉的工程实践表明,这种新型的张拉机具可以在既有锚索尾部较短(3~5cm)的情况下实现二次张拉,恢复既有锚索的设计预应力值,大大提高了预应力锚索的支护效果,保证了工程建设的安全与稳定。

40m双线预应力混凝土箱梁设计与施工

根据《新建时速200km客货共线铁路设计暂行规定》的要求,结合浙赣铁路抚河双线特大桥建设实际,首先详细介绍了40m双线预应力混凝土箱梁为满足造桥机施工而进行的结构设计情况,然后对该结构的施工阶段和成桥进行了有限元分析,认为这种结构设计能满足《新建时速200km客货共线铁路设计暂行规定》的要求,最后介绍造桥机节段拼装40m箱梁的施工方案。

预应力混凝土管桩桩体上浮原因分析及处理措施

预应力混凝土管桩近年来在沿海地区得到广泛的应用。在应用过程中发现经常出现桩体上浮现象。通过工程实例,针对现场已挖好的土方、已完成的支护,采用静压机进行复打有一定的适用难度,因此决定采用锤击机进行复打,结果显示复打后的桩承载力及沉降均满足规范要求。在楼层较高桩间距较密,且上层存在较厚饱和粘土层的情况下,使用预应力混凝土管桩尤其应该慎重,施工时应该采取合理的措施预防桩基上浮。

高速公路30mT型梁预应力张拉施工技术

介绍了高速公路 30 m T型梁张拉施工机械的选择 ,张拉伸长值的计算等 ,重点阐明了张拉施工方法及施工注意事项。