ACTUATOR OF LARGE DISPLACEMENT RAINBOW CERAMICS

A new and unique processing method for fabricating stress biased, monolithic ceramic elements for large dis placement actuators is reported. Reduced and internally bised oxide wafer (RAINBOW) ceramics show excellent properties such as high displacement under applied electric field and enhanced load bearing capabilities. The actuating mechanism, structure and properties of the RAINBOW ceramics are reviewed. Finally, the developing direction is also discussed.

海洋环境及振动荷载联合作用下注聚平台桩基承载力特性研究

针对老区油田注聚开发过程中注聚泵长期持续高频、大幅值振动导致注聚平台桩基荷载大幅增加的问题,本文构建了海洋环境及注聚泵振动荷载下注聚平台桩土耦合整体及局部分析模型,进而研究了海洋环境及注聚泵振动对注聚平台动力响应及桩基承载力的影响规律。结果表明,注聚泵的振动会显著增加注聚平台桩基的基础承受的荷载,且随着注聚泵开启数量的增加,桩基承受的荷载呈线性增长趋势。与自重条件下桩基所受荷载相比,最大增长约35%,会导致桩基承载力安全系数明显降低。

热带海洋环境下钢筋混凝土构件承载力退化研究

为研究热带海洋严酷环境下钢筋混凝土结构的承载力退化规律,通过对南海现场暴露3.5a后的C50、C80钢筋混凝土梁柱构件进行混凝土回弹值与超声波、钢筋锈蚀率与拉伸、梁受弯与柱大偏心受压测试,系统分析混凝土抗压强度、钢筋失重率、梁受弯承载力与柱大偏心受压承载力等物理力学性能的变化特征,并与既有承载力退化模型进行验证.结果表明:经现场暴露试验后,C50、C80构件的混凝土抗压强度与相对动弹性模量下降,且C50构件中混凝土损伤较C80构件的严重;C50构件已发生钢筋锈蚀,而C80构件中钢筋仍处于钝化状态;C50、C80梁在受弯条件下的抗裂性能与极限受弯承载力下降,且C50梁较C80梁下降明显;C50、C80柱在大偏心受压条件下的抗裂性能与极限受压承载力小幅下降.

基于静载试验的单梁承载能力评定分析

预制梁桥占据我国桥梁数量的极大比重,故而预制梁片质量的重要性不言而喻。该文以某预制梁桥的边梁为试验对象,通过静载试验对其进行应变、挠度等参数的测试及分析,从而评定其承载能力。结果表明,试验梁测试截面应变、挠度校验系数均小于1.0,其强度和刚度满足承载能力要求;试验梁相对残余应变、挠度均小于20%,试验梁处于弹性工作范围内;采用静载试验的方法可对单梁构件进行较为准确的承载能力评定,试验结果可为同类型构件的承载能力评定提供参考。

纤维加固受弯构件全过程分析和承载力计算

通过数值计算和试验 ,对外贴玻璃纤维加强复合材料加固受弯构件的受力全过程进行了研究 ,探讨了加固后钢筋混凝土受弯构件正截面的破坏特征、受力特点以及影响因素 ,并在此基础上建立了加固后正截面抗弯承载能力计算公式。分析结果表明 ,加固构件的受力全过程包括整体工作、带裂缝工作、纤维增强和粘结损伤等 4个阶段 ,在前 3个阶段中采用平截面假设计算得到的计算结果与试验结果吻合较好 ,但进入第 4阶段后 ,由于局部粘结破坏 。

戈壁滩输电线路碎石土地基全掏挖基础试验研究

针对西北地区戈壁滩输电线路碎石土地基,在国内大规模开展了全掏挖基础的现场真型试验,对其可行的施工工艺进行了探讨,着重对其极限承载力和基础的变形性状进行了研究分析,提出了经验计算公式,给出了相关计算参数的取值,并对其经济环保效益进行了比较。试验结果表明,戈壁滩地区碎石土地基全掏挖基础的极限抗拔承载力由基础自重、计算剪切面内土体自重和计算剪切面上剪阻力的垂直分量三部分构成,研究成果为全掏挖基础在戈壁滩输电线路碎石土地基中的设计提供了参考,可在西北地区750 kV同塔双回紧凑型输电线路杆塔基础中推广应用。

配有圆钢管的钢骨混凝土柱的设计方法

根据对配有圆钢管的钢骨混凝土柱的研究结果 ,介绍了配有圆钢管的钢骨混凝土柱的轴压比、正截面承载力的设计计算方法 ,并给出了工程应用的实例。内容可供工程设计人员参考。

根据不同桩长对比试验优化设计桩持力层的研究

通过宁波某工程不同桩长桩的静载试验,对比分析钻孔灌注桩在两个不同持力层深度时桩底注浆与不注浆的承载力和沉降特性。研究结果表明,选择第8土层——粉砂土作为持力层,桩长为55m,并采用桩底注浆技术能显著地提高桩基承载力和减少桩顶沉降;选择第13土层——含黏土的砂砾层为持力层,其下为基岩,虽然能有效地防止桩端刺入破坏,但由于桩长为88m,施工时需要穿越第8层厚度达20m左右的粉砂层,施工难度很大,施工质量难以保证。这易导致桩侧泥皮和桩端沉渣厚度较大,从而降低单桩承载力,使实测桩基承载力达不到设计要求。从定量的角度进行技术经济分析,优化选择桩基持力层,在确保工程桩安全的前提下尽可能降低成本和方便施工,最终选择粉砂土层为持力层。

CFRP-钢管混凝土轴压构件试验研究

目的了解圆截面CFRP-钢管混凝土轴压构件的静力性能,分析长径比和弯曲增强系数对该类构件极限承载力和承载力提高率的影响.方法对12根构件开展静力试验并对试验结果进行分析.结果对于长径比较大的试件,纵向受拉区柱中截面纵向CFRP先于纵向受压区柱中截面环向CFRP断裂;对于长径比较小的试件,纵向受压区柱中截面环向CFRP先于纵向受拉区柱中截面纵向CFRP断裂.试件的载荷-柱中挠度曲线可以分为弹性阶段、弹塑性阶段、塑性阶段和下降段;笔者研究对象的延性优于FRP筒内填混凝土轴压构件.结论在长径比相同的条件下,随着弯曲增强系数的增加,极限承载力提高;在弯曲增强系数相同的条件下,随着长径比的增加,极限承载力降低.在长径比相同的条件下,承载力提高率近似随着弯曲增强系数的增加而线性提高;在弯曲增强系数相同的条件下,纵向CFRP对于较大长径比试件的极限承载力提高效果比较显著.

矩形钢管混凝土抗弯性能数值分析与简化计算

为了深入认识压弯构件的工作机理,进一步确定抗弯刚度等力学指标,根据简化钢材本构关系和考虑约束效应的核心混凝土本构关系,采用有限条分法计算纯弯构件的弯矩-曲率曲线,并与试验结果进行对比,二者吻合良好;对试验和数值分析曲线线性拟合得到构件弹性阶段的抗弯刚度,提出其简化计算式;分析影响纯弯构件承载力的影响因素,提出考虑钢管塑性发展的简化计算公式,并与试验结果进行对比,结果表明,该计算式可以有效地计算矩形钢管混凝土的抗弯承载力.

变曲率摩擦摆隔震支座理论分析与数值模拟

介绍了变曲率摩擦摆隔震支座的基本构成,从力学平衡原理出发对变频式摩擦摆隔震支座和锥形摩擦摆隔震支座两类变曲率摩擦摆隔震支座进行理论分析,推导出变曲率摩擦摆隔震支座的刚度,探讨了支座的自回复特性,得出支座最大残余位移的计算公式。采用ABAQUS软件对2类变曲率摩擦摆隔震支座进行实体单元建模,模拟了低周反复荷载作用下的滞回特性与回复特性,并与(球面)摩擦摆隔震支座进行对比分析。研究结果表明:1)理论分析和数值模拟结果吻合较好;2)变曲率摩擦摆隔震支座的滞回曲线饱满,具有良好的滞回性能,且与初始刚度相同的(球面)摩擦摆隔震支座相比,其等效粘滞阻尼比和耗能系数更大,具有更强的耗能能力;3)变曲率摩擦摆隔震支座的刚度由曲率半径,即曲面函数决定,经合理设计可使得其刚度随着位移增大呈现逐渐减小的趋势,从而使其自振周期随着位移增大而逐渐增大,可较好的解决隔震结构的低频共振问题;4)与(球面)摩擦摆隔震支座相比,该支座刚度软化的机制可使传递给上部结构的剪力减小;5)该支座的最大应力出现在支座位于设计位移时刻,且一般位于滑块或支座板球铰面边缘;6)该支座的最大残余位移由摩擦系数和曲面函数各参数共同决定,可通过理论分析和数值模拟进行合理的参数化设计将其控制在工程可接受的范围内。

复合材料容器最佳预压力的研究

具有金属内衬的纤维缠绕复合材料压力容器的承载能力在很大程度上取决于金属内衬的弹性变形范围。根据三维弹塑性理论,并结合强度条件,提出了自增强处理提高金属内衬弹性变形范围的方法,并研究了最佳预压力的求解方法及承载能力的提高情况。结果表明,通过对容器施加预压力,使内衬达到最佳塑性状态,可提高容器的极限承载能力。

空气静压止推轴承静态性能测试装置设计

根据空气静压止推轴承静态性能测试要求,设计了一套基于气体静压轴承负载自动平衡原理的测试装置,实现了对空气静压止推轴承承载力、不同负载下气膜厚度以及气膜间隙内压力分布的测量。实验结果与理论分析结果取得较好的一致性,说明本套实验装置的设计是合理的。

圆截面CFRP-钢管混凝土柱的偏压试验

目的了解圆截面CFRP-钢管混凝土偏压柱的静力性能,分析长径比和偏心率对该类构件极限承载力的影响.方法对12根圆截面CFRP-钢管混凝土偏压柱开展静力试验并对实验结果进行理论分析.结果得到圆CFRP-钢管混凝土偏压柱的荷载-柱中挠度关系曲线,该曲线可以划分为以下几个阶段:弹性阶段,弹塑性阶段,塑性阶段和下降段.结论CFRP-钢管混凝土偏压柱的延性性能要好于FRP筒内填混凝土偏压柱.在其他参数相同的条件下,随着偏心率的增加,试件极限承载力降低,随着长径比的增加,试件极限承载力降低.

飞机平尾升降舵接头耳片承载能力分析与试验

为给飞机平尾升降舵接头耳片极限承载能力试验提供参考依据,指导试验方案设计,采用非线性有限元法,将运动约束和节点力作为边界条件直接施加在产生接触的节点上,将加载棒作为刚体,将耳片作为变形体,运用MSC Patran和MSC Marc分析某飞机平尾升降舵铰链接头耳片在轴向0°,斜向45°和横向90°3个方向的承载能力,并给出对应的极限承载能力和应力分布情况,用于指导试验加载方案和应变片布置.通过接头耳片有限元计算得到的载荷—位移曲线与试验曲线大致吻合,预测出的试件破坏最大应力值和最易破坏部位与试验结果也相符合.

矩形钢管混凝土桁架受压节点承载力

在矩形钢管混凝土桁架受压节点受力机理试验研究的基础上 ,提出了矩形钢管混凝土桁架受压节点承载力的计算公式。该公式与试验结果相比 ,吻合较好 ,可供工程技术人员设计时参考 ,并为我国《矩形钢管混凝土结构技术规程》

输电线路斜置角锥装配式基础承载性能试验研究

混凝土板条与型钢支架联合的斜置角锥装配式基础通过在支架布置型式与连接方式上的改进与优化,使得基础受力更加合理,可有效节约材料用量。通过在回填黏土中开展与塔腿主斜材一致的受拉、受压真型试验,模拟基础实际受荷工况,分析其荷载位移曲线、地表竖向位移、地表裂缝、型钢支架应力应变关系及基底土压力分布规律等,验证其受荷力学性能与承载机理。试验结果表明,基础的极限上拔承载力达到设计荷载的1.5倍、极限下压承载力达到设计荷载的1.8倍,型钢支架仍处于弹性状态,理论计算值与试验值基本吻合,可满足设计要求,为其在输电线路工程中的试点应用提供技术参考。

二次受力对粘贴钢板加固梁承载力的影响

考虑到现行《公路桥梁加固设计规范》中粘贴钢板加固钢筋混凝土梁承载力计算公式的不足,应用弹性力学理论通过对正截面受弯承载力等计算公式进行理论推导,分析了二次受力对加固效果的影响。研究结果表明:考虑二次受力影响,钢筋混凝土梁粘贴钢板加固后极限承载力理论计算公式与不考虑二次受力有一定差异;在适筋梁破坏下,随第一次受力情况,二次受力对界限受压区高度有不同的影响;依据受拉区所需最大粘贴钢板量计算公式,可以避免加固后梁出现超筋脆性破坏。

方钢管混凝土柱隔板贯通节点静力拉伸试验

为研究方钢管混凝土柱与钢梁受拉翼缘连接的结构性能,基于隔板贯通节点承载力理论,对11个十字形节点试件进行了静力拉伸试验.研究结果表明,圆弧倒角型隔板贯通节点具有较好的承载力和延性,影响节点承载力的主要因素是隔板的厚度与浇注孔直径,其次是钢管的宽厚比和隔板外伸长度;在钢管中填充混凝土有利于提高节点的屈服承载力和刚度,但混凝土的强度对节点承载力影响不大.试验值与理论计算值比较分析表明,隔板贯通节点局部抗拉承载力理论计算公式对于填充混凝土的试件偏于保守,但过高估计了空钢管试件的承载力.

动支座对拱结构抗爆承载力的影响

建立了具有动支座拱的计算模型,该模型考虑了竖向的弹性支承和阻尼支承、水平向弹性支承和扭转约束等柔性支承形式。基于大变形动力微分方程并利用有限差分方法,研究了动支座拱在爆炸荷载作用下的动力响应,并分析动支座对结构承载力的影响。研究表明:动支座对拱的抗爆承载能力有较大影响,不同形式的柔性支承对拱承载力的影响截然不同,竖向弹性支承能够使爆炸荷载作用下拱的弯矩峰值减小,并且使到达峰值的时间增加,提高了拱的抗爆或承受瞬态荷载的能力。而水平弹性支承使拱的内力值和相对位移值增大,对结构的承载力不利。