基于有限元的不同聚丙烯纤维掺量的纤维增强混凝土抗裂性能研究

纤维增强混凝土具有良好的抗裂性能.为了研究其抗裂性能,以聚丙烯纤维为增强体,水泥混凝土为基体,采用Rhino Grasshopper建模软件建立不同纤维掺量的纤维增强混凝土模型.使用有限元软件ANSYS APDL中的结构静力模块模拟纤维增强混凝土的静态位移压缩过程,进而判断聚丙烯纤维对混凝土抗裂性能的影响规律.结果 表明:混凝土裂缝主要由内部向边界递增拓展,聚丙烯纤维可以明显减少混凝土边界区域的裂缝数量,但会造成混凝土局部之间材料属性的差异,使混凝土的裂缝拓展和分布不均衡,不利于判断纤维混凝土塑性阶段的抗裂性能;混凝土裂缝数量随纤维掺量的增多呈先增加后减小的趋势,最佳的纤维掺量为0.9 kg/m3;纤维最大拉伸应力范围占其拉伸屈服强度的5％～10％,同等掺量条件下适当提高纤维的弹性模量可减少纤维的拉伸应变,增强纤维增强混凝土抗裂性能.     

循环荷载作用下钢桥面铺装疲劳损伤失效行为研究

针对钢桥面铺装工程中普遍采用的改性沥青(Stone Matrix Asphalt,SMA)、浇筑式沥青(Guss asphalt,GA)、环氧沥青(Epoxy asphalt,EP)混合料双层铺装结构,进行了循环车载作用下钢桥面与沥青混凝土铺装疲劳损伤特性理论分析与试验研究。基于疲劳损伤度,研究了钢桥面铺装疲劳损伤失效行为和疲劳开裂过程中损伤场、应力和应变场动态演变机制,推导出疲劳失效时的损伤场、应力和应变场计算表达式,并给出钢桥面铺装疲劳寿命理论公式。以三座钢箱梁桥桥面铺装(润扬长江大桥2005,南京长江三桥2005,苏通大桥2008)为例,对不同铺装结构组合方案下的复合梁进行疲劳试验分析和使用寿命理论预测。实例研究结果表明,钢桥面铺装疲劳损伤失效行为预估模型合理可行;相较于改性沥青、浇筑式沥青,环氧沥青混合料具有较强高的强度低变形能力,更适合于大跨径钢桥面铺装抗疲劳的设计要求;由环氧沥青混合料组合而成的“双层环氧沥青混凝土”和“浇注式沥青混凝土(下层)+环氧沥青混凝土(上层)”的抗疲劳性能优于其它沥青混合料铺装结构组合方案,同等厚度组合情况下疲劳使用寿命可延长1倍~2倍以上;“双层环氧沥青混凝土”已应用于润扬长江大桥、南京长江三桥和苏通长江大桥钢桥面工程,并已成功运行10年以上,其跟踪观测结果良好。     

内掺型阻锈剂对混凝土抗渗性能的影响

通过毛细吸水试验及氯离子电迁移试验,研究了无机、有机及复合型3种内掺阻锈剂对混凝土抗渗性及抗氯离子渗透性能的影响。通过X射线衍射分析,研究了这3种内掺型阻锈剂对水泥水化程度的影响。结果表明,3种阻锈剂均能降低混凝土的毛细吸水系数和氯离子迁移系数,且有机型阻锈剂的效果最好;掺入有机型及混合型阻锈剂的水泥水化产物与熟料的衍射峰所围成的面积比较大,而掺入无机型阻锈剂的水泥水化产物与熟料的衍射峰所围成的面积比较小。因此,这3种内掺型阻锈剂均能提高混凝土的抗渗性及抗氯离子渗透性能,且掺入有机型阻锈剂的混凝土抗渗性及抗氯离子渗透性能最佳,这主要是因为有机组分可促进水泥的水化反应,提高混凝土的密实性。     

掺杂TiO2光催化在环境治理中的探索

当今社会,环境问题是人们首要关心的问题。随着大量化工原料的消耗,过度的自然资源开发等,使得生态环境日益恶化。TiO2为代表的半导体光催化材料引起了人们的广泛关注。TiO2的光催化具有：空气净化、抗菌自洁作用、光催化有机废水处理等作用。有效的降低了环境的污染。本文从掺氮和掺铁两种办法出发,探索掺杂对TiO2光催化能力的影响。     

基于回归算法的三相异步电动机电参数辨识模型研究

针对电能表测量三相异步电动机电参数成本高、安装复杂的问题,本文研究了一种基于回归算法的三相异步电动机电参数辨识模型。利用实际测量的三相异步电动机相关电参数数据,分析一元回归模型和二元回归模型分别用于电动机电参数辨识的特点,确定了以电动机线电流为自变量,有功功率为因变量的一元回归建模方式,在此基础上,分别采用一元线性回归模型和一元四次非线性回归模型,对三相异步电动机电参数进行辨识。研究结果表明,两种模型都能较准确的辨识电动机电参数,但一元四次非线性回归模型在点辨识精度和点辨识最大误差率方面具有更好的辨识性能,现场试验验证了其可行性和有效性。该研究为企业电动机电参数测量提供了新方法,具有较高的工程应用价值。     

高级脂肪酸对混凝土中钢筋锈蚀抑制作用机理研究

通过毛细吸水试验和氯离子电迁移试验,研究了高级脂肪酸对混凝土抗渗性及抗氯离子渗透性能的影响。通过电化学测试和X射线衍射测试,分析了高级脂肪酸对混凝土中钢筋锈蚀抑制作用机理。研究结果表明:高级脂肪酸可提高混凝土的孔隙电阻及钢筋电极反应的电荷转移电阻,降低腐蚀电流密度,从而抑制钢筋的锈蚀趋势。同时,高级脂肪酸可与水泥水化产物发生反应,生成表面张力较小的脂肪酸盐,降低水分及侵蚀性离子向混凝土中的迁移渗透速率。     

基于压电陶瓷片设计的速度测量的实现

利用压电材料受力后产生的压电效应可以制成压电传感器,将不便于定量检测和处理的位移、速度等物理量转换为易于定量检测、便于信息传输与处理的电学量。本文设计的速度测量装置就是利用压电陶瓷的压电效应将运动物体施加的力信号变成电信号,并通过单片机编写程序完成信号采集和数据处理,从而实现速度测量。     

智能小车集成式寻迹功能的开发

在智能化时代到来的今天,车辆行驶也日趋向智能化发展。目前有关智能小车寻迹的研发,大多数局限在用单片机控制的方法上。本项目计划在三轮小车的基础上,利用红外线传感以及配合逻辑电路的方法来控制小车,实现能够自主识别黑白引导线并根据线走向实现快速稳定的寻迹行驶。从而实现了逻辑电路代替单片机的目的,使得小车智能化和轻量化。     

基于暂态信息的小电流接地故障区段定位

提出一种适用于配电系统架空线路的小电流接地故障区段定位新方法。该方法利用故障暂态电压、电流特征频段内分量计算无功功率，根据故障点前后暂态无功功率方向的不同确定故障区段。在故障信息不易获取的检测节点处，提出利用电磁场感应获取故障暂态信息的方法，通过测量架空线路下方垂直地面方向电场获取小电流接地故障暂态电压信息，测量水平方向磁场获取故障暂态电流信息，详细阐述了最佳检测点的计算思路，并以一典型10 kV架空线路为例验证了该方法的可行性。最后阐述了利用该方法实现故障区段定位需要解决的若干关键问题。