压电材料在土木工程结构健康检测中的应用

本文对压电材料在土木工程结构健康检测中的应用进行了综述,分析了阻抗法和波动法的基本原理、研究进展、优点和存在的问题等。这二种方法都是主动的检测方法,它们适合于各种土木工程结构,并且压电材料/器件能解决如何激励结构的问题。

网壳结构与下部结构协同工作的研究

提出了考虑网壳结构与下部结构协同工作的简化处理方法 ,将支承结构简化为弹簧和附加质量 ,进而考虑下部支承结构的弹性效应和附加惯性效应 .采用Newmark计算格式 ,对网壳结构进行动力时程分析 ,探讨了下部支承对结构地震响应的影响情况 .建议根据工程的实际支承情况 。

波纹缺陷对复合材料层合板压缩力学性能影响研究

采用真空辅助灌注成型工艺与热压罐成型工艺,分别制备不同增强材料的标准压缩试样和含缺陷的压缩试样。压缩测试实验结果表明,压缩载荷下波纹缺陷引起压缩弹性模量和强度显著减小,并且对压缩强度的影响更加明显;同时,均一波纹对复合材料板材的压缩强度与压缩弹性模量的影响比梯度波纹更大;此外,波纹对碳纤维预浸料增强复合材料的力学性能影响更大,层间剪切破坏是试样主要失效机制,并且在纤维波纹的最大偏转角处,试样易发生横向剪切破坏。

呋喃树脂混凝土的力学性能及其应用

采用劈裂抗拉强度试验分析了呋喃树脂混凝土的抗拉强度等力学性能,并利用有限元方法对呋喃树脂混凝土在电解槽中的应用及受力情况进行了一定的研究分析。结果表明在电解槽结构中使用呋喃树脂混凝土替代普通混凝土不仅仅在力学性能上完全能够满足要求,而且在防腐蚀性和耐久性上也有较大的提高。

压电陶瓷片/混凝土复合机敏结构中的表面波法

将PZT压电陶瓷片直接粘贴在混凝土表面,产生和接收表面波,以确定沿混凝土表面传播的Rayleigh波和纵波的波速,以及混凝土的动弹性模量和动泊松比.研究表明,表面波法简单可行;Rayleigh波在50～80kHz的频率范围内呈频散状态,即该波波速随频率的变化而变化;混凝土柱在轴向加载情况下,Rayleigh波和纵波峰峰值均随应力增加而减小,并且卸载后波形不能回复,波速略有减小.压电陶瓷片/混凝土复合机敏结构中的表面波法对实时监测混凝土性能劣化和裂纹等具有重要意义.

杜拉纤维增强呋喃树脂混凝土的力学性能研究

本文主要研究了在呋喃树脂混凝土中掺入不同体积含量的杜拉纤维后,其抗压强度、抗折强度及劈裂抗拉强度的变化,给出了杜拉纤维的最佳掺量,并对杜拉纤维对呋喃树脂混凝土的增强机理进行了初步分析。

杜拉纤维增强树脂砂浆的力学性能研究

本文主要研究了在191#不饱和聚酯树脂砂浆中掺入杜拉纤维后,其抗压强度、抗折强度及轴向抗拉强度的变化,分析了不同纤维掺入量对树脂砂浆力学性能的影响。并对杜拉纤维树脂砂浆的增强机理进行了初步分析。

玻璃钢筋混凝土界面粘结性能的细观力学分析

采用细观力学的方法建立力学模型对玻璃钢筋与混凝土的界面粘结性能进行了分析研究,并且还采用了拔出试验的方法测试了玻璃钢筋与呋喃混凝土及普通水泥混凝土之间的粘结性能,比较了对玻璃钢筋表面进行不同方法处理后的拔出强度。最后将理论分析结果与实验结果进行比较和研究之后,得出了一些有意义的结论,为以后开展这方面的研究工作打下了一定的理论基础。

螺栓球节点网架连接件承载力与结构设计原则

对多项网架结构工程中多种规格的封板、锥头与钢管对接焊缝的抗拉试件承载力检验发现,相当多的试件是高强度螺栓破坏,被连接的钢管杆件及焊缝完好,原因是高强度螺栓连接件的承载力小于被连接杆件的,不符合“强节点弱杆件”的设计原则。可靠度分析表明,试件发生螺栓破坏时的可靠指标低于螺栓未破坏时的;相连接的钢管杆件未破坏的可靠度高于钢管杆件破坏的可靠度。分析结果与统计结果完全一致。

竖向混合结构转换柱构件抗剪承载力研究

竖向混合结构转换柱型钢在柱中截断,导致转换柱内力传递畸变。该文利用ABAQUS有限元软件,建立了考虑混凝土不同约束效应的转换柱精细有限元模型,通过模拟结果与试验结果对比,验证了该方法的正确性。根据转换柱的受力和变形特性,研究了转换柱的反弯点位置变化情况。随后根据转换柱不同破坏模式下构件受力特点,研究了转换柱的受剪承载力公式,并与参考文献中的试验结果进行了对比分析。最后对现有规范中转换柱抗剪能力公式的安全性和合理性进行了研究,并采用精细有限元模型对修正公式进行了验证,结果表明:现有规范计算的抗剪承载力偏于不安全,需要根据转换柱的受力及变形特性进行合理的修正。

节点刚度对钢框架力学性能的影响分析

基于力法方程推导得出梁柱节点刚度对半刚性连接钢框架整体力学性能的影响,确定了当框架承受均布荷载时,节点刚度与框架内力、变形的关系,并得到能使框架内力和变形处于最合理分配时的节点刚度。利用通用有限元软件ANSYS模拟计算了框架承受静荷载和动荷载时的内力和变形,计算结果验证了理论推导的正确性。

一个非标准的遗传算法在高耸结构动力逆设计中的应用

本文研究了高耸结构的动力逆设计问题，在经典遗传算法的基础上，提出应用浮点编码的非位串算子遗传算法对高耸结构动力问题进行逆设计的新方法。由编制相应的电算程序给出了计算实例，得到了满足的结果，表明本文的非标准遗传算法用于工程结构的优化设计是一种可行、有效的方法。

近场动力学方法在缝隙腐蚀问题中的应用

采用基于键的近场动力学方法来模拟研究304不锈钢在海水环境中的缝隙腐蚀过程,用物质点处的浓度来描述该物质点的特性,引入扩散键来描述物质点间的连接,以Nernst-Planck方程为基础,推导了对应扩散项微模量,建立了考虑扩散项的缝隙腐蚀近场动力学模型。利用近场动力学方法研究缝隙腐蚀行为时,不需要考虑边界处连续性,可以简化模型。采用Fortran语言编程,模拟计算了缝隙腐蚀问题算例,并与实验结果、数值模拟结果进行了对比分析,结果表明:近场动力学方法与传统数值方法模拟得到的p H值分布,变化趋势基本一致,且在数值上更接近实验值,能初步实现对缝隙腐蚀问题的描述,从而验证了本文建立的近场动力学模型在缝隙腐蚀研究中的可行性,可为近场动力学方法在缝隙腐蚀问题领域中的应用提供参考。

圆柱壳结构自由振动特性的传递矩阵法分析

从精确的Flugge壳体理论出发导出场传递矩阵,并对其用精细积分法数值计算,数值结果表明本文方法精度很高,并能得到圆柱壳结构的完整的振动模态。

绝热裂纹对热传导影响的近场动力学研究

提出一种基于态的近场动力学(Peridynamics,PD)理论来解决带有不连续现象的热传导问题。本文首先发展了热传导的PD公式,接着进行相关的数值模拟工作。本文采用有限元的数值解证明了PD理论模型的有效性。结果表明,有限元法的数值模拟和近场动力学的数值模拟结果吻合良好,证明近场动力学理论在描述热场中不连续问题的适用性。

导电混凝土路面材料的性能分析及导电组分选择

综合国内外文献介绍了导电混凝土电热除冰雪的工作原理和制备导电混凝土的理论基础 ;分析了导电混凝土路面材料应满足的基本性能要求 ;在分析常用导电组分材料增强混凝土的性能后 。

导电混凝土融雪化冰机理分析

本文介绍了导电混凝土的概念及碳纤维混凝土的电热效应 ;从能量守恒的角度分析了导电混凝土融雪化冰的机理及在不同温度、不同结冰厚度、不向降雪量的条件下 ,融雪化冰所需的发热功率。计算结果表明 ,化冰所需的功率P与冰的温度成线性关系 ;融雪时需要的功率较低。

碳纤维导电混凝土在路面除冰雪中的应用研究

首先研究了碳纤维混凝土的导电性和电热特性,然后在此基础上,进行了碳纤维导电混凝土板实验室除冰和野外化雪的研究.研究结果表明,利用碳纤维导电混凝土在通电后产生的热量,可有效地清除路面上的冰雪.这一技术的应用,不但将有助于确保冬季道路畅通和行车安全,而且还可避免除冰盐给混凝土结构和环境带来的负面影响.

导电混凝土电热除冰化雪的功率分析

分析了目前常用除冰化雪方法的利弊 ,介绍了导电混凝土电热除冰雪的工作原理 ;从能量守恒的角度分析了导电混凝土电热除冰雪的最低功率需求 ;实验测试了碳纤维混凝土电热功率与电压的关系 ,表明碳纤维混凝土通电后产生的热量能够满足冬季路面除冰化雪的需要。

基于统计能量分析的船舶舱室阻尼降噪布置优化

[目的]对船舶舱室噪声阻尼控制进行布置优化研究,以提高阻尼减振降噪效果和降低阻尼重量。[方方法]首先,基于SEA理论,对声腔子系统的A计权声压级关于子系统阻尼损耗因子的一阶灵敏度进行理论推导与数值分析。同时,提出阻尼材料的布置数学优化模型并设计优化程序,运用MATLAB对VA One进行二次开发,建立舱室噪声阻尼控制布置优化系统。然后,在此基础上,将阻尼敷设分为5个区域,每个区域的阻尼厚度比为优化变量,以阻尼涂层的总重量为目标函数,以目标舱室的A计权声压级为约束条件,建立实船SEA优化模型并进行布置优化数值研究。[结果]研究结果表明,通过优化程序计算可以得到各区域阻尼敷设的最佳厚度,优化后的阻尼重量可减轻60.4%,有效提高了单位重量阻尼的降噪效果。[结论]该研究成功解决了舱室阻尼降噪的阻尼敷设位置和厚度的选择难题,为阻尼的声学设计提供了可靠的分析方法和指导。