硅橡胶/多壁碳纳米管复合材料应变感知性能研究

通过开炼法制备出甲基乙烯基硅橡胶(VMQ)/多壁碳纳米管(MWCNT)复合材料,研究MWCNT含量对复合材料分散性能、导电性能及电阻-应变响应性能的影响。结果表明:适量的MWCNT能够均匀分散在VMQ中,形成三维隧穿导电网络,使复合材料具备较低的渗流阈值(2.51%,质量分数,下同),较大的传感范围(>200%)及高灵敏度(GF>2 546.16),在多次循环过程中具有稳定的电阻响应信号,特别是在4 000次循环中展现出优异的电阻信号稳定性,同时没有出现肩峰现象。通过隧道效应理论模型分析,解释了电阻-应变响应机理,明确复合材料具有对大变形隔震支座进行实时应变监测的潜力。

双重耗能智能框架摇摆墙结构地震响应对比分析

针对框架剪力墙结构在强震作用下存在连接处楼板或连梁破坏以及剪力墙底部出现塑性铰的问题,在课题组开发的智能框架剪力墙双重结构体系中,将剪力墙设置为底部连接金属阻尼器的摇摆剪力墙,形成一种新型双重耗能单元控制的智能框架摇摆墙结构体系.以6层混凝土框架剪力墙结构为原型,应用ABAQUS有限元分析软件,建立传统框架剪力墙结构、智能框架剪力墙双重结构、摇摆墙与框架间连接BRB结构和摇摆墙底部连接金属阻尼器的双重耗能智能框架摇摆墙4种结构对比模型,进行非线性动力时程分析,考察各结构的动力响应.结果表明:新型双重耗能单元控制的智能框架摇摆墙结构体系在BRB屈服强度为0.1fy~1fy区间时,结构地震响应均比传统结构有所减小,框架结构层间位移也得到有效控制,进一步说明在合理参数取值下双重耗能单元控制的结构地震动响应小于单一耗能单元结构.

S型薄壁管结构振动噪声主动控制的研究

针对管状结构在航空航天某些应用场合中振动、噪声过大的实际情况,进行了振动、噪声控制实验研究。以某S型薄壁管结构模型为研究对象,利用压电智能结构,结合振动主动控制技术和FX-LMS自适应滤波算法,成功实现了振动噪声主动控制。实验结果表明,所采用的方法对此S型薄壁管结构的振动、噪声抑制的有效性。

变电站装配式构筑物的研究

随着科技快速发展,我国变电站也实现了创新形式,当前,正在全面推广装配式变电站模块化运行模式,装配式构筑物是否安全科学则显得非常关键。该文主要通过对变电站装配式构筑物充分论证后,进一步给出推荐方案。

双碳结构增强硅橡胶智能复合材料的力电响应

可拉伸应变传感器在减隔震领域具有广阔的应用前景,然而,研发低成本和高稳定性可拉伸应变传感器仍然是一个巨大挑战。本文采用开炼法制备出多壁碳纳米管(MWCNT)-导电炭黑(CB)/甲基乙烯基硅橡胶(VMQ)导电纳米复合材料。研究MWCNT与CB之间的协同效应对复合材料分散性能、导电性能、力学性能及电阻-应变响应性能影响。结果表明:添加CB后复合材料力学性能提升,具有较低的渗流阈值(1.24wt%),5000次循环加载-卸载过程中表现出优异的电阻-应变响应稳定性。此外,MWCNT-CB/VMQ复合材料相比于MWCNT/VMQ、CB/VMQ复合材料在电阻-应变响应性能中没有出现肩峰现象,同时解释了肩峰现象机制。通过SEM发现复合材料中MWCNT和CB均匀分布及形成的协同效应是低阈值和稳定电阻-应变响应性能的重要原因。通过隧道效应理论模型解释了电阻-应变响应机制。该复合材料对减隔震结构应变监测具有巨大潜力。

国家速滑馆智慧场馆建设和集成应用研究

国家速滑馆是北京2022年冬奥会速度滑冰项目的比赛场馆,又名“冰丝带”,是北京冬奥会标志性场馆,与象征水的“水立方”和象征火的“鸟巢”交相辉映。面对世界最大跨索网屋面结构、复杂曲面玻璃幕墙、如何打造最快的冰和智慧的馆等技术问题。通过理论研究、仿真模拟、试验分析、样板测试、系统研发等,研究应用了超大跨度索网高性能结构、曲面幕墙、单元式屋面板块、超大CO_(2)跨临界直冷制冰系统,开展了智慧场馆集成应用,实现了国家速滑馆绿色高效高精度建造,为呈现一届精彩、非凡、卓越的奥运盛会奠定坚实基础。