基于精细模型的斜拉索疲劳损伤分析

为了更好预测斜拉索的疲劳寿命,提出了基于精细模型的斜拉索疲劳寿命分析方法。首先,基于S-N曲线建立疲劳易损指标,采用Monte-Carlo法生成随机列车荷载进行车桥耦合分析,通过易损性分析得到最易损斜拉索;然后,考虑平行钢绞线索力误差建立精细斜拉索模型,基于Miner线性累积损伤理论对精细模型进行疲劳损伤分析与寿命预测。数值仿真结果表明,该方法可以较精确地确定每根钢绞线斜拉索的疲劳位置和疲劳程度;成桥索力较大的斜拉索易于发生疲劳损伤,疲劳损伤多发生在锚固段,且外侧钢绞线疲劳损伤程度较大。     

超声导波检测工程条件下锚杆锚固质量研究

在用超声导波检测锚杆锚固质量已有研究基础上,对不同工程锚固介质中超声波的传播速度,分别用两个传感器探头检测锚杆锚固质量时传感器在锚固体表面的安装位置,以及工程实际条件下锚杆的锚固质量检测等问题进行了研究。研究结果表明,在未锚固端用一个探头发射信号,另一个探头接收到的导波的衰减信号可以判断超声导波在工程实际条件下的传播速度。同时研究结果得出,通过超声导波在锚固体中的衰减和群速度的变化,可以测量出锚固体中钢筋的长度。     

传感器弹性元件本构模型参数拟合研究

针对多维位移测量系统结构复杂、成本高等缺点，课题组提出一种单一固体集成传感器，为了准确描述传感器弹性元件力学特性，在不同应变率下对传感器弹性元件进行准静态单轴压缩试验。将超弹性本构模型运用泰勒展开式进行整理简化，得到应力 应变关系，利用Origin对应力 应变曲线进行数据拟合；选用Mooney Rivilin，Yeoh，Biderman和Ogden这4种超弹性本构模型对试验曲线进行描述。研究结果表明：Biderman模型对曲线的拟合效果最好，Mooney Rivilin模型拟合效果最差，其他模型都存在小应变拟合差和中等以上不同程度的偏离的情况。本研究得到的应力应变关系为传感器的进一步研究提供重要参考。     

高矿化度油气田盐卤水对碳钢的腐蚀行为研究

我国高矿化度油气田盐卤水资源丰富,为保障油气田开采和卤水综合利用过程的安全,采用失重法、扫描电镜、能谱分析和交流阻抗测试技术研究了碳钢在高矿化度卤水中的腐蚀行为。研究结果表明：碳钢的平均腐蚀速率随着温度的升高先增大后减小,在70℃时出现峰值,矿化度增大促进平均腐蚀速率升高;卤水中的Na+易于形成NaCl晶体沉积在钢表面,Ca2+有最大的参与成膜倾向,而Mg2+在产物膜中的含量较低;腐蚀产物膜的微观缺陷将导致点蚀源出现,当点蚀坑超过临界尺寸之后会稳定发展,随着时间增长,点蚀的诱发和稳定发展呈现不同的电化学特征,建立了相应的腐蚀等效电路。     

管道保温层下腐蚀超声导波检测

针对压力管道保温层下腐蚀的危害性及传统检测技术的局限性,分析了保温层下腐蚀的原理,通过实际案例验证导波检测技术对含保温层管道腐蚀减薄检测的可行性。对在役保温层管线进行检测,得出所采集的数据,进行分析对比。提出对点蚀检测应综合分析,设置合理的阀值,从而评判缺陷的位置和大小。研究结果表明超声导波检测可为保温层下腐蚀管线提供综合评定,并为管线腐蚀在线检测提供可靠依据。     

不同施工阶段拱肋风荷载特性试验研究

在施工阶段由于拱肋的约束尚未完全形成，导致其容易风致振动。为了明确施工阶段拱桥拱肋风荷载的分布特性，以北海冯家江大桥为例，通过风洞试验的方法，采用1∶100的试验模型，研究了拱肋不同位置、不同风向角、不同施工阶段下的风荷载特性的分布规律。结果表明，在施工阶段不同位置最大阻力系数绝对值达到2.6,相较桥规中建议值偏于危险需要重点关注，当施工进行到一定阶段后，靠近拱脚位置的阻力系数不再发生明显改变，随着施工进行，拱肋迎风面的体型系数未发生明显改变，其余3个面体型系数逐渐减小。     

斜拉桥索梁锚固结构疲劳性能的试验研究

斜拉桥在动荷载作用下,索力随时间变化,疲劳应力对主梁主索梁锚固结构产生的影响较大,锚固结构及附近区域的疲劳性能如何,是设计和施工中必须解决的问题,针对某大跨度索梁锚结构,对该问题进行了疲劳试验,结合有限元计算,得出了一些有益的结论。     

宽高比对扁平箱梁气动力特性的影响规律及流场机理研究

为研究宽高比对扁平箱梁气动力特性的影响规律及流场机理,以国内某跨海大桥初步设计方案为背景,在7个风攻角下对4个不同宽高比的扁平箱梁进行了数值模拟研究,得到了扁平箱梁的三分力系数、风压系数和时均流线图。研究表明,扁平箱梁的阻力系数受宽高比的影响比升力系数和扭矩系数显著。宽高比的增加会使扁平箱梁受到的阻力减小,但会使其受到更大的升力和扭矩。不同宽高比下扁平箱梁所形成旋涡的位置基本相同,但大小和强度不同,这直接导致了扁平箱梁所受气动力的变化。     

不同相变对亚稳态奥氏体不锈钢耐腐蚀性的影响

针对奥氏体不锈钢在冷加工和热处理过程中发生相变,并容易被腐蚀的情况,通过实验验证了奥氏体不锈σ在 冷加工过程和热处理过程中的相变方式,以及不同组织对其耐腐蚀性的影响。通过冷加工变形试样制备、高温回火、金 相分析、扫描电子显微镜下观察和能谱分析,分别对马氏体和o相相变的机理进行验证。通过金相腐蚀试验,分别对2 种相存在条件下材料的耐腐蚀性能进行比较。结果表明冷加工变形下产生的马氏体,会在一定程度上降低材料的耐腐 蚀性能,而高温回火产生的σ相对材料耐腐蚀性的影响更为明显。     

重载车辆不同行驶条件下沥青路面结构动态响应分析

重载车辆在不同行驶条件下对路面的破坏程度有所不同,为定量分析何种行驶条件对路面影响最大,从实际路面结构出发,采用有限元仿真模拟对比分析重载车辆在匀速、制动和加速3种行驶状态下对路面不同结构层的动态响应影响规律,以制动为车辆行驶条件,进一步分析不同水平力系数Φ(0.3、0.5、0.7、0.9)对路面结构动态行为的影响。结果表明,3种行驶状态下路面结构层的横向应力和竖向应力差距均在10%左右;而路面结构层在减速和加速行驶状态下的纵向应力和纵向剪应力较匀速增涨幅度可达100%～150%;在分析的Φ范围内,横向应力和竖向应力极值在相邻水平力系数下变化幅度为1%～5%,而纵向应力和纵向剪应力极值随水平力系数的增加而变大,最大差值分别为0.596、0.618 MPa。     

断簧对浮置板轨道结构振动特性的影响分析

为研究钢弹簧隔振器断裂对浮置板轨道结构振动特性的影响,通过有限元软件建立车辆-轨道耦合模型,利用有限元模拟方法,研究分析了钢弹簧断裂对轨道结构振动特性的影响规律。研究结果表明,不同数量和不同位置的钢弹簧失效对车体和浮置板振动加速度的影响较小且各种工况下的各个加速度指标皆满足规范要求。钢弹簧失效数量越多,浮置板垂向位移、钢轨垂向位移和钢弹簧支点力就越大。钢弹簧失效数量相等情况下,随着钢弹簧失效位置沿线路纵向距离的增加,浮置板垂向位移幅值就越小。板端钢弹簧失效时钢轨垂向位移比板中钢弹簧失效时的大,而板端钢弹簧失效时的钢弹簧支点力比板中钢弹簧失效时的小。     

最优磁化模型的磁通量传感器仿真实验与应用

为了优化磁通量传感器测量的精度与稳定性,以更好地满足桥梁拉索应力测量需求,根据钢绞线的磁特性曲线与Biot-savar定律,设计了最优激励模型的CCT20穿入式磁通量索力传感器,对其进行拉力试验,并采用有限元软件模拟了张拉试验中传感器测钢绞线的全过程,还提出了相关性系数来增强试验与仿真间的可对比性,模拟结果与试验结果基本吻合,证明了有限元模型的有效性,进一步分析了传感器对钢绞线的磁化效果。试验及仿真结果表明,穿入式传感器测量结果与钢绞线张力呈线性关系,多次重复测量性能优于0.3%;传感器设计励磁源下,钢绞线被测区域磁感应强度为0.77 T,位于钢绞线最大磁导率附近,获得最佳测量效果,励磁模型达到最优。并对汕头新津河特大桥拉索进行了应力状态检测,最终得出结论,CCT20穿入式磁通量索力传感器测量结果准确,最大测量偏差为0.8%。     

预应力混凝土轨枕静态应变试验研究

以ＤＴ－１型预应力混凝土轨道枕静态应变试验和裂缝观测的基础，通过对试验数据在最小二乘意义下的曲线拟合处理，可以确定轨枕在某一使用状态时混凝土应变、钢丝应变和中性轴位置等力学参数，对轨枕控制截面的力学性能进行了分析。     

预应力混凝土箱梁零号块水化热分析及温控研究

为研究预应力混凝土箱梁零号块的水化热温度效应,找到合理的温控方案,以南宁某特大桥为研究背景,运用有限元分析软件模拟浇筑后的零号块水化热温度场,并在现场监测数据,分析温度和应力的变化。结果表明,实测数据与仿真模拟的结果吻合,说明有限元模型能有效模拟水化热温度场;当采用整体浇筑时,结构内外温差及峰值温度超过规范规定,容易产生裂缝;提出采用低热硅酸盐水泥和分层浇筑2种温控方案进行优化,结构内外温差及各部件温度均明显下降,且温差控制在25℃以内,因温差而产生的自生应力也显著下降。     

轨撑对轨道力学行为的影响

当列车通过小半径曲线地段时,钢轨产生较大的横向位移和扭转,严重影响行车安全,现场多采用轨撑对轨道结构进行加强,而轨撑对轨道结构的力学行为影响规律尚不清晰。建立精细化的有轨撑扣件系统有限元模型,对不同荷载垂横比下轨头横移量、轨底平移量、钢轨扭转量以及轨下垫板应力进行分析。结果表明,增设轨撑后轨头横移量、钢轨扭转量、钢轨轨底平移量明显减小;当荷载垂横比低于0.2时,轨撑对减小钢轨扭转量和钢轨轨底平移量作用不明显;当荷载垂横比超过0.2时,轨撑可减小0.8～2.1 mm的钢轨轨头横移,并降低0.5～1.35 mm的钢轨扭转量,轨撑的存在减小了垫板应力峰值,但垫板的应力仍呈非均匀分布。     

内蒙古天然碱成分对三种钢材焊接接头腐蚀的影响

结合生产实际,模拟不同浓度的天然碱苛化液,进行不同温度,不同时间的静态,动态腐蚀试验,以考查天然碱成分对钢材焊接接头腐蚀的影响规律,利用透射电镜观察分析焊接接头表面的腐蚀形貌及产物,以揭示其腐蚀机理。     

基于GFRP OFBG筋的桥梁缆索索力测量技术研究

基于内嵌光纤Bragg光栅传感器的光纤光栅 玻璃纤维增强塑料复合筋（GFRP OFBG筋）,研究了GFRP OFBG筋自身的应变和温度传感特性,研究结果表明,GFRP OFBG智能筋具有优异的线性传感性能,筋中光栅测量的应变极限达12 000 με以上,波长变化达14 nm;对于用GFRP OFBG筋替换普通钢绞线的中丝而得到的GFRP OFBG智能钢绞线,进行了应变传感、温度敏感和钢绞线松弛试验,试验结果表明,GFRP OFBG智能钢绞线具有优异的线性传感性能和较低的应力松弛率,并可实现钢绞线受载全过     

斜拉桥索梁锚固区附加弯矩对梁体受力的影响

斜拉桥索梁锚固区的应力大小及分布是影响设计的关键因素。锚箱式索梁锚固结构中索力产生的附加弯矩对梁体受力的影响、以及通过减小弯矩来控制该区域应力的方法是否有效,是值得研究的问题。本文就南京长江第二大桥南汊大桥索梁锚固结构,对该问题进行了分析,结合有限元计算,得出了一些有益的结论。     

新型城镇化高质量发展对经济增长的影响研究

对系杆拱桥吊杆更换过程中桥面无损控制标准进行了研究,从桥梁设计荷载标准出发,利用位移影响矩阵与转角影响矩阵,建立了桥面铺装最大转角的简化计算公式,提出了便于更换控制桥面铺装不破损条件下最大位移控制标准的优化算法。结合实际拱桥吊杆更换工程,利用本文方法计算,得出吊杆更换时保证桥面不破损的标高控制标准是不超过7.2 mm,并以此作为工程施工控制条件,通过施工验证该控制标准能保证更换过程桥面铺装不破损,达到了预期目标。     

汽车电动助力转向系统性能测试系统设计

根据汽车电动助力转向系统性能测试台架试验要求,采用VB6.0作为测试系统软件开发平台,以MPC08SP运动控制器作为交流伺服电机的上位控制单元对输入端转角、转速等进行控制,采用电液比例控制方式对输出端力、速度等进行加载,实现不同工况下转向阻力矩的模拟加载。最后对某技术成熟的电动助力转向系统进行性能测试。试验结果表明:该测试台架能稳定运行、测试精度高,可快速地实现电动助力转向系统自动化测试。