落石被动柔性防护网非线性静力设计方法及验证

被动柔性防护网是一种常见的落石灾害防治措施。针对当前落石被动柔性防护网尚无适用的工程化设计方法的现状,以非线性计算过程中结构内能与设计防护能级相等作为加载完成的判别准则,建立了落石被动柔性防护网的非线性静力设计方法。基于LS-DYNA对250~5000 kJ共8种常用能级的被动柔性防护网开展非线性动力分析,明确了冲击力的分布范围及相对大小,形成了适用于不同能级落石被动柔性防护网非线性静力设计的荷载模式。为了有效模拟被动柔性防护网特殊的受力特征,开发了由索单元与受拉弹簧单元组成的非线性耗能单元用于耗能器模拟,开发了内部由多段索单元组成的滑移索单元用于滑移边界以及网环单元模拟。基于对网片冲击试验的反演和3500 kJ被动柔性防护网的设计及足尺冲击试验检验,验证了所提出的落石被动柔性防护网非线性静力设计方法的有效性。

基于格宾石笼的隧道支护构件静力加载模型试验设计

尽管格宾石笼在边坡、护岸工程、路基加固等工程中已有了一定的应用,但鲜有研究提及格宾石笼在隧道支护中的应用。由于格宾石笼具有一定的承载力和良好的变形适应能力,在应对隧道围岩大变形和高地应力等方面具有一定应用前景,因此,对基于格宾石笼的隧道支护构件静力加载模型进行试验设计具有一定的实际意义。为了方便学生更好地了解格宾石笼作为隧道支护结构的力学作用机理,设计了一种简化的格宾石笼构件成形方法和与之配套的试验加载装置,并提出了基于离散元计算的格宾石笼隧道局部构件数值建模方法,进而对比和揭示了组成格宾石笼构件的两大主要参数(格宾网抗拉强度和填石有效模量)对格宾石笼建构的隧道支护构件静力力学特性差异的影响规律。通过该试验,为学生演示了基于格宾石笼建构的隧道支护局部构件的设计、拼装、试验加载以及数据采集的全过程,旨在为学生深入学习和掌握格宾石笼建构的隧道支护局部构件的试验静力力学行为及其建模方法提供一种新思路。

西安国际足球中心索网结构缩尺模型静载试验研究

为了研究索网结构静力荷载下的内力和变形特点,按照1∶10比例设计制作了西安国际足球中心的缩尺模型试件,采用新型空间结构水重力点阵加载系统逐级控制加载,以及DACS-Measure现场测量系统,分别对该模型上半跨、右半跨及全跨进行了分级静力加载试验。试验结果表明:新型空间结构点阵自动同步加载系统能实现任意比例、多点同步精确加载,普遍适用于各类空间结构加载试验;在不同加载模式下,索网竖向变形随荷载增加均基本呈现线性变化,且最大变形发生在索网洞口边缘处;上半跨荷载、右半跨荷载及全跨荷载下索力最大位置均位于索网中轴偏右位置处。研究成果可为我国以后此类索网结构的加工制造及施工应用提供技术参考。

考虑静荷载与环境耦合作用的钢结构涂层劣化实验研究

为研究钢结构涂层在静荷载与大温差、风沙侵蚀作用下的劣化性能,设计了钢结构涂层的静荷载加载系统;以钢桥常见的普通型和长效型体系为对象,通过静力加载与温差控制、气流挟沙喷射法开展实验研究。采用拉开法测试了静荷载与大温差耦合作用下涂层的劣化情况,并对涂层的附着、内聚破坏模式进行定量化测试;结合拉开法及厚度测试结果,得到了涂层抗力的动态劣化过程;采用气流挟沙喷射法研究了静荷载与大温差作用下涂层的耐冲蚀性能,综合实验结果,得到涂层在静荷载与环境耦合作用下工作性能的退化过程。研究结果表明:静荷载与环境耦合作用使面漆抗力衰减至防护功能破坏后,大温差导致涂层材料向脆性转变,静荷载加速涂层的劣化,风沙冲蚀作用造成涂层从体系剥离;耦合作用下体系的抗力快速衰减,涂层逐次退出工作,涂装体系完全丧失抗力,最终从基材上剥离。对于实验涂装体系,经历30 d静荷载与大温差作用后,涂层附着力最大降低8.97%,厚度、冲蚀量、临界冲蚀角最大分别增加25.3%、46.15%、17.4%。

弦杆轴向压力作用下K型、KK型间隙方管节点静力工作性能的试验研究

对6个K型和7个KK型直接焊接方管节点进行了在弦杆轴向压力作用下的静力试验研究。通过对节点破坏模式和极限承载力的分析, 研究了支杆和弦杆宽度比、弦杆所受轴向压应力与弦杆屈服应力之比、支杆作用位置和空间作用对节点极限承载力的影响。采用ANSYS程序对试验节点进行了分析, 通过试验数据和有限元计算结果的比较, 证明采用ANSYS程序计算方管节点是可行的。

兰新二线全预应力混凝土槽型梁的静载试验研究

通过对兰新二线全预应力混凝土槽型梁在非对称竖向荷载作用下的足尺模型试验,研究结构在逐级增大荷载作用下的变形、应力变化和裂缝开展及分布等规律,验证了该槽型梁的设计理论和施工质量,为槽型梁受力理论的发展积累了经验。研究结果表明:在竖向非对称荷载作用下,槽型梁具有明显的空间受力特征:腹板不仅发生竖向的弯曲变形,还会发生横向向槽口内的变形,底板则受纵向弯矩和横向弯矩共同作用,而腹板和底板结合处往往受弯扭组合变形共同作用,应力状态复杂;荷载等级越大,扭转变形对结构的影响越大,弯扭组合效应越明显;在一定的荷载范围内,腹板和底板应力的增长随荷载等级的增加近似符合线性增大的规律,在荷载增大的过程中,底板应力变化明显,中性轴会发生明显移动,而腹板中性轴几乎不发生移动;结构的设计理论和施工质量均满足列车营运的要求,并具有充足的安全系数。

超限车辆与桥梁承载力试验研究

通过超限车辆———主变压器运输车通过莆田枫亭桥的过桥方案及过桥时的临时加固方法的研究分析,认为,对施工中留有隐患的旧桥和实际受力状态难以确定的桥梁,宜采用实桥静载试验方法来直接测定其承载力;在超限车辆过桥时应制定相应措施加强管理。

弦支环向折线形单层球面网壳结构的模型试验研究

环向折线形单层球面网壳是单向折线形平板网架在回转曲面结构构型中的拓展,兼有双层网架和单层网壳结构的受力特性且建筑造型优美,可用于中小跨度的开大、小孔洞的屋盖和悬挑结构。为改善环向折线形单层球面网壳的受力特性,本文提出了弦支环向折线形单层球面网壳结构,从而使得结构可以跨越更大的跨度。为研究弦支环向折线形单层球面网壳结构的受力特性,本文设计、加工了一跨度为6m的试验模型,对该试验模型展开了施工张拉分析和多级静力加载试验,并与环向折线形单层网壳结构模型试验结果进行了对比分析。研究结果表明:该结构具有良好的受力性能,试验数据与有限元分析结果之间的差异较小,理论分析正确。

试桩刚度对静载实验结果影响的讨论

分析了在竖向荷载作用下试桩桩身刚度的影响因素以及试桩刚度对试桩静载试验结果的影响 ,并且结合工程实例的具体分析 ,揭示了正确确定桩身刚度的重要性 .

不同初始静态荷载下混凝土动态抗压特性试验研究

利用大连理工大学自行研制、改造的大型液压伺服混凝土静动试验系统进行动态压缩试验,研究应变速率以及初始静态荷载对混凝土动态强度和变形特性的影响。试验结果表明,随着应变速率的增加,混凝土的强度有增加的趋势;初始静态荷载对混凝土的动强度影响明显,随着初始荷载的增加,动强度有降低的趋势;在初始静态荷载较大时,动强度降低的趋势更为明显;动强度随初始静态荷载变化规律接近指数函数。同时发现,在应变速率发生变化的位置,切线弹性模量也发生改变;在较大初始静态荷载作用时,切线模量的改变尤为显著,值得引起重视。

基于非线性试验气动力的飞机静气动弹性响应分析

分别使用线性和非线性静气动弹性分析方法,对某飞机纵向静气动弹性响应特性随飞行动压、攻角、平尾偏度和纵向过载变化的趋势进行了分析,并将分析结果和飞行试验进行了比较。线性方法的气动力计算使用亚音速偶极子格网法。非线性方法由风洞试验提供刚体气动力,并使用线性气动力影响系数矩阵对其进行弹性化处理。通过对两种方法的计算结果进行对比分析可以看出:①使用刚体试验气动力的非线性分析方法能够获得和飞行试验比较一致的结果;②在线性方法所提供的结果中,翼面的弯曲变形及剪力、弯矩和扭矩等部分参数能为初步设计提供大致参考,但气动力系数的弹性增量、翼面的扭转变形、翼面的剪力、弯矩和扭矩的弹性部分可能不能为型号设计提供正确的指导;③不论刚体气动力为线性还是非线性,气动力系数随动压变化的趋势均呈线性。

不同加载模式下煤岩破坏特性试验研究

利用煤岩力学伺服三轴压缩试验系统,辅以声发射监测手段,对彬长矿区胡家河矿煤岩进行不同加载模式的试验,对比煤岩在单轴、常规三轴及动静载组合试验条件下的宏观力学表现与损伤特征探究诱发冲击地压的机制问题。结果表明:在常规三轴条件下,随着围压的增大,煤岩强度逐渐提高,煤岩内部的储能能力逐渐增大;施加动载后,随着动载频率的增加,煤岩强度劣化越明显,煤岩经动载扰动后由塑性变形转变为脆性破坏;动载损伤较静载损伤更加剧烈、迅速,使得煤岩在破坏形式存在明显差异。单轴压缩条件下煤岩破坏为劈裂破坏,存有围压破坏时为剪切破坏,而在施加动载后煤岩纵横裂缝交错,为压剪组合破坏形式。

基于试验气动力的纵向机动飞行载荷分析

提出了一种基于非线性风洞试验数据(简称试验气动力)同步进行纵向机动飞行过程和飞行载荷的计算分析方法.通过曲面样条插值将试验气动力的升力系数和俯仰力矩系数引入纵向机动飞行过程的计算,同时基于试验气动力的压力分布进行全机飞行载荷的静气动弹性修正.弹性载荷的计算采用线性气动力影响系数矩阵处理.采用偶极子格网法提供气动力(简称理论气动力).将基于这两种气动力的计算结果进行了对比.结果表明:基于试验气动力的机动飞行过程更为合理;基于理论气动力的载荷随机动飞行过程的变化趋势有可能与基于试验气动力的载荷变化趋势不一致.

新-郑高速公路黄河特大桥大直径钻孔灌注桩静载试验分析

通过分析新乡至郑州高速公路郑州黄河特大桥大直径钻孔灌注桩的的静荷载试验结果,验证了水流及桩的长细比对桩的承载性状、桩侧摩阻力的影响,并对工程桩基设计提出了合理化建议.

防风板开裂弯矩计算及试验研究

为了确定防风板静载试验的加载方案,需根据防风板截面特性计算开裂弯矩。本文立足已有开裂弯矩计算方法及计算理论,通过分析防风板的受力特点,根据恰当的应力计算图式,推导了防风板的开裂弯矩计算公式。试验值与计算值对比结果表明,用本文公式计算的开裂弯矩具有可靠的精确度,现场试验的应用效果良好。

CFG单桩承载力现场静载荷试验研究＊

为了准确、合理地确定CFG单桩承载力特征值,客观评价桩的承载能力,依托CFG桩复合地基处理呼和浩特市绕城高速公路软弱地基,对CFG单桩进行静载荷现场试验。根据现场工程地质情况,通过对静载荷试验结果进行分析,证明抗力分项系数和极限值承载力标准值折减系数的选取对确定单桩承载力特征值影响较大。

基于LabVIEW的腕力传感器静态标定系统研究

设计了由加载试验台、数据采集系统、标定系统软件系统、图表和数据输出系统等部分组成的机器人腕力传感器静态性能分析系统。在加载试验台上可对6维传感器的各维分别进行加载;数据采集系统对腕力传感器输出的模拟信号进行采样并将采样数据保存到数据文件中;软件系统由主程序、数据采集程序、数据处理和性能分析程序组成,主程序按顺序调用各程序模块并传输数据;数据采集程序是控制采集系统硬件对传感器输出的信号进行采集;数据处理和性能分析程序可对数据进行预处理、干扰矩阵计算,线性拟合和过零点所要平移的数值、灵敏度等的计算。

深厚软土地基细长PHC管桩水平荷载试验研究

通过珠海保税区深厚软土地基中两根细长PHC管桩的水平荷载试验,分析了深厚软土地基中PHC管桩在水平荷载作用下的受力特点.试验结果表明:细长PHC管桩能够抵抗水平荷载的作用;弹性长桩的下端可以看成嵌固于土中而不能转动,由逐渐发展的桩截面抗矩和土抗力来承担逐渐增大的水平荷载;弹性长桩的受力性质主要受上部土层的影响.根据试验结果计算出来的水平地基抗力比例系数m的值对该类工程地质的桩基设计具有一定的参考价值.文中还采用通用有限元软件ABAQUS对PHC管桩的水平承载特性进行了模拟,计算结果能满足精度要求.

海洋生物黏附力简易测试装置

测量海洋生物的黏附力可以为海洋污损生物防除、研发防水黏结剂和抗黏附材料提供重要的参考意义。但是目前还没有测量活体生物黏附力的成本低廉的实验设备。该文设计一套通过准静态加载测量海洋污损生物黏附力的简易实验台。本实验台操作简单、成本低廉,能够完成多种海洋生物黏附力测试且易于推广到其他力学实验教学。

大跨预应力宽钢箱梁桥试验研究

为了降低桥梁结构的高度,1995年在哈尔滨修建了第一座预应力宽钢箱梁桥,随着车辆荷载和流量的增加,该桥的桥面等部位出现了较为严重的损伤。为评定预应力宽箱梁桥的工作性能,我们于2006年对该桥进行了静载试验。通过两种工况的跨中加载、测试和理论分析,证明该桥工作性能良好,能够满足设计承载力的要求,同时也验证了预应力宽形钢箱梁在大跨桥梁结构应用的可行。