基于磁记忆检测的桥钢箱梁翼缘损伤状态力磁关系

金属磁记忆检测技术由于其能够快速便捷的对铁磁性构件的损伤进行识别,且被认为具有识别隐性损伤的能力,而被广泛研究。为推进金属磁记忆检测技术在桥钢箱梁损伤检测方面的应用,对桥钢箱梁进行了静力受弯试验,提取其变形最严重的上翼缘磁信号分布,建立了损伤区域力与磁信号和磁信号梯度的关系曲线,并提出用磁场梯度指数来表征钢梁的受力和损伤状态。结果表明:上翼缘磁信号曲线与应力变化形态正好相反,磁信号曲线在进入塑性后发生反转变为负值,且随应力变化的速度增快,可以判断构件进入塑性状态,即将发生损伤;磁场梯度曲线在损伤最严重的区域出现最大值,且随着荷载的增大,磁梯度最大值点不断向钢梁中间移动,由此可以进行破坏状态的预警;磁场梯度与应力关系曲线可将构件整个受力过程明显的区分为初始、屈服、塑性、损伤4个状态;可以用磁场梯度指数来进行构件受力状态与损伤状态的表征。该研究可为金属磁记忆检测技术在桥钢箱梁损伤状态的定量评估和预警方面的应用提供依据和参考。      

建筑钢板件三点弯曲试验及磁记忆信号研究

为研究适用于钢结构建筑中以受弯为主的试件的损伤评价,通过对Q235钢板试件进行三点受弯试验,采集了试件加载阶段的磁记忆信号值H_p(y),引入多个磁记忆信号特征量,进行对钢结构损伤的表征研究。试验结果表明,通过磁记忆曲线的"波峰"和"波谷"现象以及磁记忆梯度曲线的"峰-峰值"现象,可以判断试件的应力集中区域。通过其余相关特征量ΔH_p曲线、S_h和|K|_(max)曲线可以发现试件的受拉面对试件的屈服比较敏感,用ΔH_p-F曲线的"拐点"和|K|_(max)-F曲线的"波峰"作为试件进入屈服的依据。研究适用于对结构损伤表征的预判,并且用多重参数验证了磁记忆检测在钢结构损伤方面的可行性。     

波形钢板剪力墙抗震性能试验研究

为研究波形钢板剪力墙在水平荷载作用下的抗侧力性能,完成了水平波形和竖向波形的钢板剪力墙模型的低周往复加载试验,并采用ABAQUS有限元软件对波形钢板剪力墙模型进行了模拟分析。试验结果表明：波形钢板剪力墙结构具有较高的侧向承载力、较强的抗剪屈曲能力和稳定的滞回性能;竖向波形钢板剪力墙在加载过程中发生了沿墙体对角线的X形剪切破坏;水平波形钢板剪力墙在加载过程中未出现波形钢板的屈曲破坏。因此,水平波形钢板剪力墙的极限荷载比竖向波形钢板剪力墙的更高、延性更好、滞回曲线更加饱满。在水平受剪时,竖向波形钢板剪力墙易产生拉压效应,水平波形钢板剪力墙易发生H型钢柱屈曲。波形钢板与边缘约束H型钢柱之间的焊缝未出现开裂,焊缝连接保证结构的整体性能。对比有限元分析结果与试验得到的数据,水平波形钢板剪力墙的荷载、位移比竖向波形钢板剪力墙的更接近试验值。采用有限元法对不同波角和钢板厚度的水平波形钢板剪力墙的抗侧性能进行了分析,结果表明：当钢板比较薄的时候,容易发生波形钢板的剪切破坏;当钢板较厚的时候,容易发生边缘约束H型钢柱的过早屈曲,对结构的承载力和延性不利;当波形钢板的波角为45°时,波形钢板剪力墙的承载力以及延性性能最佳。波角过大或过小时,剪力墙承载力均有所降低。因此,水平波形钢板剪力墙宜采用45°波角与厚度适中的钢板。     

某砖石古塔动力特性测试研究

动力特性是结构自身的重要特征之一,是评价古塔抗震性能和损伤状态的重要指标。采用敲击激振法对某砖石古塔的动力特性进行了测试,根据测试所得各测点的加速度时程和自功率谱函数图,分析了结构的自振频率和阻尼及结构振型,并用有限元软件ANSYS对测试结果进行了进一步验证。测试和分析结果可为同类古塔的维护和开发提供理论依据。     

钢筋混凝土框架-剪力墙模型结构的拟动力试验研究

为进一步研究框架-剪力墙结构的抗震性能,以某大型火电厂7层7跨钢筋混凝土主厂房纵向框架-剪力墙结构体系的实际工程资料为背景,取几何缩尺比1∶8将原型结构转化为模型结构,分别通过不同地震水平的拟动力试验和伪静力试验对模型结构的开裂、屈服顺序、耗能能力、刚度退化、承载力、延性及变形性能等进行研究,分析了模型结构的破坏机理、受力特点、内力分布规律、结构的薄弱部位和动力反应。试验表明,模型结构的荷载-侧移滞回曲线饱满,耗能能力较好,具有良好的抗震性能,其破坏模式是剪力墙根部先屈服、随后梁端逐次出现塑性铰、最后柱根屈服;剪力墙对结构的承载能力和变形性能有较大影响,框架-剪力墙的协同工作随结构塑性变形的发展而变化。研究结果为此类结构的抗震设计提供了基础。     

钢铁材料结构构件工作应力的检测方法及特点

针对钢铁材料结构构件工作应力的检测方法进行了归纳总结。可分为有损与无损检测方法及钢铁材料磁力耦合应力检测方法。有损应力检测方法有削磨面积法、小孔法 ;无损应力检测方法有电阻应变计测量法、X射线法、光弹性法超声波法。利用巴克豪森效应检测应力 ;利用逆磁致伸缩效应测量应力 ;铁磁材料应力的磁弹性检测方法及磁记忆应力检测方法都包括在磁力耦和应力检测方法之中 ,这也正是一种不同于常规的无损检测的新思路 ,即基于磁特性的钢铁结构无损应力检测方法。这种基于钢铁材料磁力耦和特性的应力检测方法比常规无损检测方法先进了一步。     

带栓钉波形钢板混凝土组合构件粘结滑移性能与承载力试验研究

通过11个带栓钉的波形钢板混凝土组合构件在单调荷载下的推出试验和1个自然粘结构件的对比试验,研究带栓钉波形钢板混凝土组合构件的破坏形态、裂缝模式、荷载-滑移特性、波形钢板应变分布和承载力等。结果表明:带栓钉波形钢板混凝土组合试件的破坏形态以混凝土劈裂为主。试件的荷载-滑移曲线由上升阶段、下降阶段、残余阶段三个部分组成。由于混凝土和栓钉的组合作用,波形钢板自由端存在受拉区,产生过零点现象。带栓钉波形钢板混凝土组合试件的抗剪承载力随栓钉直径、数量的增长呈线性增长,而在一定条件下,栓钉长度、钢板厚度对抗剪承载力影响不大,另外在200 mm范围内适当增大栓钉间距对抗剪承载力也有提高。基于试验结果和力的扩散原则,分别提出了考虑栓钉影响的波形钢板混凝土界面粘结滑移本构模型以及带栓钉的波形钢板混凝土推出试件的承载力计算公式,所提模型与试验结果吻合良好,承载力公式计算结果与试验结果总体相符且偏于安全。     

用夹板墙加固砖房的抗震性能

在试验研究的基础上,分析了用夹板墙加固混合结构房屋的抗震性能,提出了用夹板墙加固混合结构房屋的承载力和刚度计算方法。     

受拉钢丝应力状态的磁记忆信号峰峰值判别技术

带缺陷钢丝在单轴拉伸应力状态下,随着荷载的增加磁记忆信号曲线趋于稳定,后期出现部分重叠.同时在缺陷两端出现波峰波谷现象,波峰波谷的峰值差呈递增状态,但波峰波谷的水平间距并没有很好的规律性.在缺陷处出现非线性平台,当荷载发展到一定阶段后非线性段消失,代之以良好的线性段.分析缺陷处的应力状况,可发现应力差距大的部位其磁记忆信号也存在较大的差异,波峰波谷的峰值差可反映应力的差值水平,同时通过波峰波谷差值曲线可以很好地反应钢丝的全过程受力状态.因此,可作为一种磁记忆检测技术应用于钢丝检测的判别手段.     

形状记忆合金驱动器的力学性能

基于形状记忆合金（ＳＭＡ）材料的Ｂｒｉｎｓｏｎ本构关系,研究了ＳＭＡ驱动器在自由冷却和强制冷却等两种热交换形式下的动力响应问题,探讨了ＳＭＡ丝在恒载及荷载变化时完成正逆相变所需用的时间．研究结果表明,热交换方式对完成相变时间有较大影响,并且增加散热面积和提高热交换速率均可有效地加速相变的完成．最后,本文还简单讨论了影响ＳＭＡ驱动器响应时间的几个因素和改进方法．