钢板削弱型叠层橡胶支座力学性能试验研究

结合厚层橡胶支座和普通叠层橡胶支座的优点设计新型钢板削弱型叠层橡胶支座,通过调节环形钢板的总数和位置进行支座水平和竖向刚度的有效控制.选择3种中心橡胶层厚度的钢板削弱型叠层橡胶支座,分析所设计支座的滞回特性、刚度特性和耗能特性.基于串-并联模型,构建水平和竖向刚度的计算模型.试验结果表明,相比普通叠层橡胶支座,钢板削弱型叠层橡胶支座的水平和竖向刚度更低,水平和竖向耗能比更高,滞回曲线更光滑饱满.所建模型的计算结果与试验结果的一致性较好,误差绝对值不超过10%.所建模型在评估钢板削弱型叠层橡胶支座的水平和竖向刚度方面具有较高的精度和适用性.

C型外包花纹钢-混凝土界面粘结强度推出试验研究

为探究带拉条式C型外包花纹钢-混凝土的粘结强度及粘结滑移性能,考虑钢板的花纹高度、混凝土强度、拉条间距、截面宽度和翼缘截面形式对试件粘结强度的影响,设计制作了12个带拉条的C型外包花纹钢-混凝土推出试件。分析各试件的破坏过程、荷载-滑移曲线、钢板应变沿纵向分布规律及特征粘结强度;综合考虑各影响因素,统计回归得出特征粘结强度的计算公式。研究结果表明:增大花纹高度是改善粘结性能最有效的途径;特征粘结强度随着混凝土强度的增大呈增大趋势,随着截面宽高比和拉条间距的增大呈减小趋势;在同等条件下,翼缘内翻试件的粘结性能优于翼缘外翻试件;特征粘结强度的回归公式能够较好地拟合试验结果。

平钢板-UHPC组合桥面板纵向抗负弯性能试验研究

某大桥次边跨及中跨主梁为钢-UHPC组合梁,钢-UHPC组合梁的桥面板首次采用一种通过PBL剪力键将8 mm平钢板与15 cm的UHPC层连接起来的新型组合桥面体系。为了探究该桥新型钢-UHPC组合桥面板抗负弯矩性能与安全性,完成了2块足尺模型的静力性能试验,进行了桥梁整体受力和桥面板局部受力计算,以及桥面板抗负弯矩极限承载力构成分析。结果表明:UHPC名义开裂强度达8.90 MPa以上,其值远大于实桥荷载作用下UHPC层上缘的纵桥向最大拉应力,组合桥面板负弯矩抗裂性能良好,能满足工程需求;组合桥面板抗负弯承载力的计算,UHPC受拉本构宜采用三折线模型,抗负弯承载力简化计算的UHPC受拉区等效均布应力折减系数可取0.76,抗负弯承载力状态的受压钢板受力仍处于线弹性阶段,抗负弯破坏模式与抗正弯明显不同,为受拉钢筋拉断;PBL剪力键能保证了钢板与UHPC板整体共同受力;组合桥面板在负弯矩作用下的延性良好,裂宽增长缓慢,UHPC的名义极限强度达名义开裂强度的4.1倍以上,到达极限荷载后,组合板承载力没有明显下降。

高铁箱梁桥顶板纵向加筋对其声振特性的影响

伴随着高速铁路箱梁桥的大规模建设,列车经过时引起的高架桥低频声辐射问题已成为限制其发展重要因素之一。为了缓解列车经过箱梁桥时的声辐射问题,有必要开展桥梁降噪措施研究。以高速铁路箱梁桥为研究对象,对箱梁桥顶板增设纵向筋板,采用多体系统动力学软件UM及有限元-边界元方法建立车辆-轨道-桥梁耦合动力学模型和声学预测模型,对原结构箱梁桥和加筋板箱梁桥的振动加速度、辐射声功率、线性声压级和声场分布等进行分析,研究顶板纵向加筋对箱梁桥声振特性的影响。研究结果表明:增设纵向筋板后箱梁桥各个板件振动加速度都明显减小,在顶板处减幅最大;增设纵向筋板后箱梁桥的辐射声功率和声压级明显降低,降噪效果良好;其对桥上声场的降噪效果好于桥下和桥侧声场。

大型核电汽轮发电机磁屏蔽用厚硅钢板的应用特性研究

磁屏蔽压板是大型核电汽轮发电机的重要部件,直接影响到机组的发电效率及运行稳定性,同时对于保障机组安全可靠运行具有重要的意义。厚硅钢板作为磁屏蔽压板的原料,要求其在具有优异电磁性能的同时具备一定的强度。然而磁屏蔽用硅钢板厚度大、硅含量高、轧制易开裂的特点导致其生产难度较大,此前一直由国外进口,未能实现国内生产。本文介绍了核电磁屏蔽用厚硅钢板的国产化研究,主要包括成分设计、工艺路线制定与优化以及应用特性研究。国产厚硅钢板与进口厚硅钢板的一系列对比表明,国产厚硅钢板能够满足大型核电汽轮发电机的使用要求,并在化学成分均匀性以及电磁性能的表现上均优于进口钢板。

波形钢腹板组合箱梁动力特性分析

以哈密顿原理为基础,综合考虑剪力滞、手风琴效应的影响,推导了组合箱梁的控制微分方程及其闭合解,分析了剪力滞、手风琴效应等参数对组合箱梁动力特性的影响。结果表明:计算结果与有限元值吻合良好;剪力滞和手风琴效应对组合箱梁的竖向刚度有减小作用;随箱梁高跨比的增大,频率阶数的升高,手风琴效应和剪力滞的影响表现越明显;不同波纹钢腹板型号对组合箱梁的竖向刚度影响较小。

基于时变特性的钢板组合梁桥性能退化规律研究

文章依托安徽省50座典型在役钢板组合梁桥,对钢板组合梁桥运营期的时变性能规律展开研究,分析了钢板组合梁桥体系性能的影响因素;综合考虑材料性能、荷载效应及抗力变化规律,形成了钢板组合梁桥的性能退化模型;建立40 m简支钢板组合梁精细化模型,分析了中载、偏载工况下钢板组合梁桥的时变性能退化规律。研究表明,钢板组合梁体系时变性能退化规律可采用乘幂函数曲线形式表达,其规律主要表现为桥梁运营初期性能退化速率较快并逐渐减缓,桥梁运营后期性能基本不发生退化或退化速率极缓。

钢底板波形腹板组合箱梁疲劳特性研究

研究目的:结构的疲劳细节对其疲劳破坏至关重要,为了分析钢底板波形腹板-混凝土组合箱梁的疲劳细节及疲劳寿命计算方法,为该类型结构的疲劳设计提供参考,制作缩尺试验梁模型,并对其进行疲劳试验,得到这种新型结构的疲劳破坏特征。结合模型试验,利用数值模拟和断裂力学分析方法,对新型组合箱梁的疲劳寿命计算及疲劳细节分类进行研究,并采用线性损伤理论对结果进行分析验证。研究结论:(1)钢底板波形腹板-混凝土组合箱梁在疲劳荷载作用下,其疲劳裂纹首先出现在底板与两侧腹板焊缝折角处,说明该处是新型组合箱梁重要的疲劳细节;(2)根据线性损伤理论,新型结构的疲劳细节分类总体上位于AASHTO规范疲劳类别的B类与C类之间,高于B′曲线下界值,低于B′曲线中值;(3)采用数值模拟和修正后的断裂力学方法得到的S-N曲线计算出的总损伤累积值误差分别为3%和6%,说明两种曲线均适用于新型钢混组合结构的疲劳寿命计算;(4)本研究成果可为钢底板波形腹板组合箱梁疲劳细节分类及疲劳设计提供参考或借鉴。

不等厚钢板对接焊缝裂纹超声SH波监测试验研究

不等厚钢板广泛应用于起重装备、压力容器等设备上,在载荷作用下钢板的对接焊缝处极易产生裂纹,严重时导致结构件断裂。本文开展基于磁致伸缩超声SH波技术的不等厚板对接焊缝裂纹监测试验研究,分析裂纹演化对反射回波信号的影响,试验结果表明,焊缝裂纹回波信号的峰峰值、能量等特征参数能有效表征裂纹的演化趋势。该方法可实现对不等厚钢板对接焊缝裂纹的快速有效监测,为焊缝裂纹监测的工程应用奠定技术基础。

钢板组合梁桥吊装施工过程风险源分析

吊装施工是钢板组合梁桥施工的主要施工方法之一,其施工过程主要包括钢梁起吊、钢梁拼接架设和桥面板施工等三个阶段。为保证采用吊装施工的钢板组合梁桥在施工过程短暂受力情况下的承载能力、稳定性及结构抗倾覆性满足要求,将围绕不同施工阶段下钢梁的受力特点及其可能承受的荷载作用进行分析,探讨各施工阶段下钢梁施工风险源形式及施工安全分析重点,可为钢板组合梁桥安全施工过程分析及采取预防措施提供指导。

基于峰谷特征和组合投票法的钢板计数算法

针对传统的人工计数方法存在效率低和危险系数高等问题,设计了一种基于峰谷特征和组合投票法的钢板计数算法。采用帧差法检测感兴趣区域,并对其进行图像预处理和边缘检测,利用每块切分的钢板边缘图像进行纵向投影获得灰度投影曲线并去噪,对投影曲线做一阶向前差分和二阶向前差分,得到钢板的波峰、波谷点,再对多块图像的波峰和波谷点进行组合投票,得到钢板数。实验结果表明,本文算法的钢板点张准确率在95%以上,能满足实际业务需求。

箱式YXKK电机铸铁机座替换钢板机座的研究

YXKK箱式电机量大面广,为降低生产成本、缩短生产周期、提高生产效率,本文以一台YXKK355-4 355 kW 10 kV电机为研究对象,对钢板机座与铸铁机座的材料及应用进行了对比分析。借助数字化仿真技术,计算比较了两种机座结构下电机的传热特性,并对铸铁机座的固有频率和强度进行了计算分析。研究结果表明,铸铁机座结构定子绕组平均温升比钢板机座降低6 K,材料及应用方面相比于钢板机座占据优势,且铸铁机座的安全性能同样满足要求,证明了铸铁机座替换钢板机座的可行性。

钛钢复合板界面特征研究述评

钛及钛合金具有良好的耐腐蚀性,被广泛应用于各种化学反应容器制造、热交换器材料等防腐蚀领域,但其应用范围因成本过高而受到限制。钛钢复合板同时兼具钛的耐蚀性和钢的强韧性,又具有良好的性价比,拥有广泛的工程应用前景,成为近年来的研究热点。对国内外近十几年来关于钛钢复合板的研究情况进行综合评述,概括了钛钢复合板的典型制备方法,重点讨论了界面组织特征和界面结合机理,以及热处理温度对界面特征和结合强度的影响规律。最后结合相关文献的分析以及实际工程的需求,指出了钛钢复合板未来的研究方向和发展前景。

下承式钢板梁桥横向刚度加固研究

根据车桥耦合振动理论,结合下承式钢板梁桥构造,提出采用最佳下平纵联尺寸的加固方法,提高钢板梁桥刚度,改善桥梁横向振动。对沪宁线#165A桥加固分析的结果表明,当下平纵联杆件截面尺寸增至4倍时,桥梁横向刚度明显提高,横向振动得到有效抑制。研究还发现,对下承式钢板梁的加固不宜采用主梁加固方式。

预镀工艺对钢丝热镀Galfan合金镀层表面质量的影响

采用自行设计的小型模拟生产线,研究了双镀法、电镀锌法和电解助镀法3种预镀工艺对钢丝热镀Galfan合金镀层性能的影响。通过扫描电镜对采用3种预镀工艺得到的预镀层和最终镀层的表面形貌进行了分析与比较。结果表明,电解助镀预镀法得到的过渡层厚度薄、元素分布均匀,最终的Galfan合金镀层具有良好的耐腐蚀性和力学性能,而且该方法工艺简单、成本低,具有广阔的发展前景。

输电塔典型节点钢管杆件动力特性研究

输电塔钢管杆件易发生微风振动,起振风速与杆件自振频率有关。为了获得钢管杆件的自振频率规律,分别通过动力特性试验和ANSYS有限元模拟进行了研究,得到了常用长细比典型节点钢管杆件的1阶自振频率。结果表明单插板连接和U插板连接杆件弱轴1阶自振频率接近于两端铰接结果、强轴1阶自振频率接近于两端固接结果,十字插板连接和法兰连接杆件1阶自振频率接近于两端固接结果,螺栓数对钢管杆件1阶自振频率影响不大。最后总结出了方便工程应用的1阶自振频率简化计算方法。

协同式空腹夹层板动力特性分析及舒适度研究

为了解贵州省博物馆新馆协同式空腹夹层板的动力特性及人行舒适度性能,采用有限元法计算楼盖结构模态及加速度响应,并进行现场实测。还推导了基频的简化计算公式。其中有限元分析时,考虑了不同边界条件、不同单元类型等因素对分析结果的影响。分析结果表明:楼盖自振频率及加速度峰值计算值、实测值均满足规范。实体-壳单元模型、双层梁-壳单元模型均能较为准确反映协同式空腹夹层板动力特性,不同频率下定点激励及行走路线激励下的楼盖加速度峰值满足规范要求,基频简化计算方法能够满足工程精度要求。

钢桥面铺装特点及设计要求综合分析

钢桥面铺装中对铺装层与钢桥面板之间的粘结强度、整体性和协同变形能力要求很高。目前我国的钢桥面铺装体系中双(单)层改性沥青SMA早期病害较多、双层环氧沥青混凝土非高温稳定性问题频繁,近年应用都比较少,浇筑式沥青混凝土+改性沥青SMA在一定程度上改善了桥面铺装的使用性能,但还存在桥面铺装在反复荷载下疲劳开裂、铺装层失稳,难以保证桥面铺装与钢桥面板的协同变形,难以同时满足铺装材料多项功能要求,钢桥面铺装工艺技术要求高,桥面维修工作难度大等问题。因此在钢桥面铺装方案论证和设计中,需综合考虑铺装材料各项性能的要求;选择具有较强协调变形能力的铺装材料;做好桥面防水;根据已有经验及实桥特点,采用全寿命设计理念,提高钢桥面铺装的耐久性。

覆土波纹钢板桥涵自振特性试验及分析

依托等跨度的低弧拱和高弧拱两种线形的覆土波纹钢板桥涵模型,分阶段测试从裸拱状态到覆土回填夯实完毕整个过程的结构自振特性变化.试验分析结果表明:随覆土高度的增加,结构自振频率逐渐下降;在覆土回填至拱顶以前,结构自振频率下降缓慢,覆土高过拱顶以后,结构的自振频率下降较快;覆土回填夯实结束后,两种线形结构的自振频率十分接近.此类结构的自振特性受回填土影响显著,埋置较深时,结构的振动性态趋向于与周围土层结合成一个整体系统.

激光焊匙孔特征的近红外与X射线传感分析

由于多传感匙孔特征参数可以有效地反映大功率激光焊接质量状态,本文研究了匙孔特征信息的提取方法并建立了焊缝成形预测模型。以大功率盘形激光焊接304不锈钢为试验对象,应用近红外高速摄像机和X射线视觉成像系统同时提取了焊接过程中的熔池动态图像,并分割出匙孔区域。针对近红外图像,应用矩方法导出匙孔的不变矩特征,同时定义并提取匙孔面积和最前端点纵坐标两个特征;针对X射线图像则提取匙孔深度和熵两个特征。在不同激光功率条件下得到匙孔特征并进行特征融合分析,然后建立了3个BP神经网络焊缝成形预测模型。探索了匙孔形态、焊接条件和焊接状态三者之间的联系,实现了对焊接过程的在线监测。试验结果表明,将两个传感器获取的匙孔特征信息融合并进行主成分分析变换后,熔宽和熔深的预测绝对误差平均值分别为0.18mm和0.57mm,比基于单个传感器获取匙孔特征建立的BP神经网络分别减小了0.03mm和0.31mm,显示提出的方法能够有效在线监测大功率盘形激光焊接状态。