基于应变传递率的管道结构损伤识别研究

为了研究海底管道损伤识别的分布式监测方法,在标量传递率概念的基础上提出了应变传递率概念和相应的损伤识别方法来对海底管道进行损伤识别,并通过有限元模型模拟对该方法进行了验证。对管道模型的不同损伤程度进行了分析,对比发现该方法相比加速度传递率和理论传递率对损伤程度更加灵敏。对不同边界条件进行分析,发现该方法对损伤位置的识别不受边界条件的影响。对参考单元的选取进行了验证分析,验证了参考单元应选择远离反弯点的非损伤位置。     

基于修正灰色马尔科夫模型的煤自燃预测

煤自燃系统是一个复杂的巨系统,具有规律性、非线性和随机波动性特点,因此在煤自燃预警系统中利用单一的灰色预测方法很难对其动态发展趋势做出准确的预测.针对上述问题,提出一种将灰色模型和马尔科夫模型相结合对煤自燃进行预测的方法.首先建立煤自燃的GM(1,1)模型,其次以GM(1,1)模型预测值为基础进行马尔科夫预测,然后用平均残差修正预测值.仿真结果表明,灰色马尔科夫模型比灰色模型预测精度明显提高,平均误差减少2.24％,为煤层优化检测提供了依据.     

腐蚀预应力钢绞线的疲劳试验分析

为了研究钢绞线腐蚀后的疲劳性能,采用通电加速腐蚀方法制作了包括5根无腐蚀与22根腐蚀预应力钢绞线试件,并通过轴向拉伸疲劳试验对预应力钢绞线腐蚀后的疲劳性能退化规律进行了研究分析,试验主要考察了腐蚀率与应力水平对钢绞线疲劳寿命的影响。试验结果表明,腐蚀后的钢绞线疲劳寿命显著降低,腐蚀钢绞线的名义应力幅与疲劳寿命在双对数坐标系下仍近似符合线性关系,同级荷载水平下的钢绞线疲劳寿命随腐蚀率的增长按指数函数衰减。此外,本文根据试验结果还建立了腐蚀钢绞线的疲劳曲面方程,并给出了不同保证率下的腐蚀钢绞线疲劳强度建议值。     

红旗泡水库破冰开槽作用的现场观测

寒区平原水库在春季融化初期,冰层膨胀会对库岸护坡造成严重破坏.通过2008.12-2009.4及2009.11-2010.4两个完整冬季在黑龙江省红旗泡水库利用固定点对冰槽前后两侧的测量点位移变化的现场测量,对传统破冰开槽的保护作用进行了分析,发现冰槽与坡脚的距离及冰槽的形状是影响破冰开槽效果的关键.在此基础上,提出2...     

钳压法制作的同轴电缆法布里-珀罗传感器

为研究同轴电缆法布里-珀罗干涉(CCFPI)传感器的钳压法制作工艺,模拟不同结构参数对CCFPI传感器信号质量的影响,分析得出CCFPI反射点的绝缘层外径宜在1.4~2 mm范围内,钳压变形长度不应小于2 mm,反射点一致性对信号质量影响显著;模拟电缆拉伸过程,观察到信号频移对电缆应变呈现良好的线性反应。依据模拟结果制作CCFPI传感器,并进行传感性能测试。试验结果表明:CCFPI传感器测得的应变值始终与千分表吻合良好,二者拟合斜率为1.004 92,相关系数为0.998 67,且在小应变范围内CCFPI传感器的测量数据与光纤光栅吻合良好,说明该传感器的测量结果真实可靠;同时观察到CCFPI传感器的分辨率可达110με,失效应变为140 000με。     

EtherCAT网络数据采集系统的设计与实现

针对很多领域中数据采集量大、数据采集点分布广、间距长等问题设计了一种基于EtherCAT工业以太网的网络数据采集系统;简介了EtherCAT网络通信原理和结构,详细阐述了系统的硬件设计:以PIC单片机为主控制器,采用一片AD转换芯片并配合数个模拟量多路开关实现多路数据采集,并完成了EtherCAT主站程序、从站应用程序的设计;最后,对采集系统进行了实验验证,实验结果证实了该网络数据采集系统的实用性和可靠性。     

纺锤形桩靴基础贯入过程Eulerian-Lagrangian耦合有限元法的模拟

采用欧拉-拉格朗日耦合(Coupled Eulerian-Lagrangian,CEL)有限元方法对于纺锤形桩靴基础的贯入过程进行数值模拟,揭示均质黏土、均质砂土及上砂下黏层状地基中桩靴基础的贯入机理。通过与已有离心模型试验结果的对比,在一定程度上验证建立的CEL有限元模型的合理性,进一步表明基于圆形浅基础承载力理论的桩靴贯入阻力计算公式在预测深层贯入时误差较大。随后比较系统地探讨上层砂土内摩擦角、下层黏土不排水抗剪强度等土性指标对基础贯入阻力曲线的影响,为层状地基中纺锤形桩靴基础承载力的计算提供一定参考。     

岩石三维表面裂纹扩展机理数值模拟研究

岩石破坏的本质原因是由于内部裂隙的萌生、扩展与贯通过程。从三维的角度出发,采用细观损伤数值模拟方法,模拟单轴压缩下含预制三维表面裂纹的岩石试样的破坏过程。数值模拟得到了表面裂隙内部扩展、贯通过程,动态再现翼型裂纹、壳体裂纹的形态,探讨三维裂纹内部的受力机制,推测可能发生的断裂类型,进一步探讨三维裂纹扩展规律。研究结果表明：①反翼型裂纹并不一定萌生于预制裂纹端部,是由于翼型裂纹扩展后应力释放后的拉应力引起;②壳体裂纹的萌生与扩展阶段是由Ⅲ型加载断裂主导,而翼型裂纹扩展至一定长度之后停滞不前;③除了反翼型裂纹之外,还新发现了一种由壳体裂纹萌生出的次生裂纹,这种裂纹的扩展引起试样整体失稳崩溃;④岩石Ⅲ型加载（反平面剪切）难以获得Ⅲ型断裂破坏,壳体裂纹是由于Ⅲ型加载下的拉应力引起,实际上属于Ⅰ型与Ⅱ型复合裂纹;⑤非均匀性对岩石表面裂纹扩展影响很大,相对均匀岩石中难以出现曲线翼型裂纹或反翼裂纹。研究结果对于岩石三维裂隙扩展机理的物理力学实验与理论分析都具有参考意义。     

不同剪跨比钢筋混凝土剪力墙拟静力试验研究

为了研究钢筋混凝土剪力墙在低周期反复荷载作用下受力性能,通过3片剪力墙的拟静力试验,比较不同剪跨比的剪力墙的破坏形态、破坏程度,以及对试验现象进行分析,得到了荷载与位移关系的滞回曲线。对于剪切破坏的剪力墙延性差,耗能能力差,刚度和承载力下降突然,在工程设计中应尽量避免。对于弯曲破坏的剪力墙则延性较好,滞回曲线丰满,耗能能力强,刚度和承载力缓慢下降,在工程设计中应采用。在对钢筋混凝土剪力墙恢复力曲线模型进行选取时,若剪跨比较小,建议采用坡顶刚度退化二线型模型或坡顶三线型模型。若剪跨比较大,则建议采用平顶刚度退化三线型模型。     

利用现场观测和力学试验确定设计冰力学参数

以斜坡结构物二维冰力计算公式为理论依据,给出平原水库设计所需要的冰力学参数的合理取值。通过开展水库冬季冰面现场观测,得到冰层第二次爬坡发生时的等效应变速率、典型冰温;结合大量的冰力学性质的试验研究,给出在护坡工程中最不利条件下,即冰层第二次爬坡时水库冰弯曲强度、弹性模量及冰与护坡材料间动摩擦系数的设计取值。