覆冰荷载对柔性巨型摩天轮结构的影响

摩天轮冬季运行时结构经常会出现覆冰现象,考虑到覆冰荷载对结构的影响,对柔性巨型摩天轮结构体系在覆冰荷载不同组合工况下采用非线性静力分析计算。采用ANSYS有限元软件对摩天轮结构进行的分析验算结构表明结构在覆冰荷载作用下的强度、变形及稳定性均符合规范要求,具有较好的参考价值。     

预应力钢绞线磁谐振应力监测试验研究

预应力钢绞线是混凝土结构的关键受力构件,其有效预应力一旦损失严重,将威胁结构安全。为了精准监测钢绞线应力状态,基于磁谐振原理和磁弹效应,提出预应力钢绞线磁谐振应力监测方法。设计了双线圈磁谐振传感器,分析了测试频率选择方法,搭建了钢绞线应力监测系统。为验证该方法的可行性,对不同设计拉力的镀锌钢绞线和涂环氧树脂钢绞线试件进行了应力监测试验。试验结果表明：不同批次的钢绞线对应的感应电压随拉力的变化趋势相似;感应电压和钢绞线应力非线性相关,三次拟合优度R~2均大于0.96,灵敏度可达0.064 79%/kN;依据拟合结果和测得感应电压计算钢绞线应力,得到在高荷载情况下钢绞线应力测试误差集中小于4%,为预应力钢绞线监测提供了新方法。     

先张法施工混凝土简支梁整体张拉控制技术

预应力混凝土,按施加预应力的方法可分为先张法和后张法,先张法施加预应力工艺是施工预制构件时,先在台座上张拉力筋（钢绞线、钢丝、预应力钢筋）,然后支模浇注混凝土使构件成型,放松预应力筋,使混凝土得到预压应力。先张法张拉钢绞线施工,     

预应力混凝土梁疲劳弯曲刚度退化研究

对预应力混凝土梁的弯曲性能进行研究,在循环荷载作用下,分析其抗弯刚度的变化情况,并将理论计算与试验数据差异进行对比。得到结论如下：在不同循环次数下,循环次数与试样的抗弯刚度呈正相关关系。在加载初期和加载末期,试样的抗弯刚度变化较大,在加载中期,试样的抗弯刚度变化较为平缓。在加载末期,试样在循环荷载作用下发生疲劳退化现象,结构内部的钢筋发生破坏,导致其抗弯刚度下降趋势显著。在循环荷载作用下,由混凝土设计规范得出的计算公式与实际情况有所偏差。混凝土设计规范得出的计算公式仅适用于静力作用下的结构。在试样所受荷载较小时,循环荷载使试样发生的疲劳效果并不明显,当试样所受荷载较大时,循环荷载对试样变形和弯曲性能影响较大。     

基于塔线体系的风荷载作用下输电铁塔薄弱杆件分析

大风作用下输电铁塔杆件会发生变形和失效,导致其结构承载力下降,准确识别铁塔结构中薄弱杆件具有重要的工程意义。为了精准定位风荷载作用下输电塔中的薄弱杆件位置,提出了一种基于修正系数的薄弱杆件识别判定方法。利用ANSYS有限元软件建立了塔线体系的三维精细化模型,考虑塔线系统之间的力学耦合特性,通过施加不同工况的风荷载,对输电铁塔进行有限元力学分析。结果表明：输电铁塔的薄弱杆件是位于塔身和塔腿的部分单元;风荷载为30 m/s,90°时,位于塔身主材部分的薄弱杆件已经超过钢材的承载极限值。针对塔材薄弱杆件位置特点,提出了对铁塔结构局部加固设计的措施,同时验证了加固措施的有效性,为大风作用下输电铁塔的稳定运行提供了一定的理论指导。     

无人机防覆冰疏水涂层的研发

近几年来,基于无人机巡检的智能化操作以及多场景的灵活运用,无人机电力巡检发展趋势越来越明显,但受恶劣雨雪天气的影响,用于巡检的无人机在运行过程中也面临诸多挑战,特别是在结构物表面覆冰时,无人机的性能发挥将受影响,对于电力巡检来说是个不小的困扰。现阶段关于防覆冰的研究主要是涂层研发,防覆冰涂层研究主要有两大方向:一种是利用热源升高温度让冰层融化,以缩短结冰时间,减小结冰面积,主要对应一些新型储能材料的运用;另一种是在结构件上降低冰与基材之间的粘合力,使其难以附着在结构物表面,从而延缓结冰,降低覆冰面积。目前,供电线路无人机主要通过防覆冰疏水涂层的涂刷来延缓结冰,减少巡检过程中因重心不稳、操控不准引发的掉落风险。现主要就无人机防覆冰疏水涂层的运用进行探讨,详细论述新型无人机防覆冰疏水涂层的研发机理与运用表现。     

500 kV输电线路覆冰故障分析及治理

冬季输电线路易受到覆冰导致的故障影响，电气设备运行可靠性降低，给电网运行及生产生活带来不利影响。鉴于此，对500 kV输电线路覆冰故障进行了深入的研究，通过对覆冰过荷载、覆冰舞动、脱冰跳跃和覆冰闪络等不同现象的分析，对输电线路覆冰故障的治理提出了一些可行的建议。研究表明，输电线路覆冰故障主要是覆冰过多或覆冰密度较大所致，影响了输电线路的稳定运行，因此，在输电线路设计、建设和运维过程中，应当重视覆冰对线路运行的影响，并采取有效措施来减少和消除覆冰故障。     

水平对数周期天线振子杆裹冰分析

北方某地2014年2月由于冰雪天气发生振子杆弯折,对刚性结构水平对数周期天线振子杆进行了裹冰分析。以裹冰厚度、裹冰时风速为已知条件,在有限元软件Ansys平台上,对弯折振子杆进行了详细的裹冰分析。根据分析结果,知实际裹冰厚度超出了设计裹冰厚度,引起振子杆裹冰荷载和受风面积增大,超出振子杆、振子拉线承载能力,导致振子杆失稳弯折。根据振子杆弯折原因,提出了振子杆的改进设计方案,以满足重覆冰区的裹冰要求。     

预应力钢绞线中超声导波声弹性效应的试验研究

钢绞线中应力损失直接威胁到预应力结构的整体安全,实现钢绞线中预应力的无损、在役测量在工程中显得十分重要。对基于超声导波技术的钢绞线中的预应力测量方法进行理论分析和试验研究。根据波动理论和声弹性理论,得到不同应力状况下钢绞线中纵波和横波波速,分析建立钢绞线中最低阶纵向模态L(0,1)群速度与钢绞线承载的应力之间的对应关系。采用自行研制的磁致伸缩传感器在不同应力状态下公称直径17.80mm的7芯钢绞线上进行超声导波L(0,1)模态的激励接收试验。试验测定不同应力状态下钢绞线中L(0,1)模态导波的群速度,得到实际中L(0,1)模态的群速度和应力之间的关系曲线。结果表明,应力在0.5GPa以上时,钢绞线中L(0,1)模态的群速度会随着应力增大呈近似线性下降,与理论分析结果较为吻合。这为超声导波应用于钢绞线预应力大小的测量奠定了基础。     

夹片式七孔锚具强度分析

针对某型号夹片式七孔锚具进行强度分析研究,在钢绞线一端施加大小不同的一组载荷,运用有限元仿真软件进行计算,获得该锚具的两个临界载荷值,即1200MPa和1850MPa,然后分别具体研究在这两个载荷作用下,锚具的应力、应变状态及锚圈的轴向位移变化情况.     

预应力混凝土旧吊车梁疲劳及承载性能评估

某机械制造厂有预应力混凝土旧吊车梁数十根.为检验这批旧吊车梁能否继续使用,对两根锈蚀程度较严重的吊车梁进行疲劳强度试验和静力荷载试验.试验结果表明:在2×106次疲劳荷载下,旧吊车梁仍处于弹性工作阶段;在静力荷载作用下,旧吊车梁承载力满足正常工作要求且具有良好的延性,达到破坏荷载时端部的预应力锚具状态完好.     

钢管混凝土构件在爆炸冲击荷载作用下的动力仿真分析

采用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对圆钢管混凝土结构构件在爆炸冲击荷载作用下的动力响应特性进行了数值模拟.通过分析钢管混凝土构件在不同折合距离下的侧向位移和核心混凝土的失效破坏情况,得到在爆炸冲击荷载作用下随着折合距离的增大,钢管混凝土构件的整体变形逐渐减小,钢管和核心混凝土的破坏程度也逐渐减小,特别是当折合...     

海冰工程中的结构力学问题

对海冰工程中的结构力学问题做了一个全面的分析和评价，对国内外海冰工程的研究进行简单的概述，然后结合冰的物理力学性质对冰的强度，冰与结构的相互作用，海洋结构的冰激振动，海冰环境中的结构物的破坏的结构的抗冰设计等五个方面进行了讨论和评述，这些工作包括近年来国内外和作者本人最新的研究成果，特别总结了作者在冰激振动，冰振破坏和抗冰设计三个方面的研究工作，最后对海冰工程的研究了展望，提出了若干需要积极开展的     

随机杆系结构的随机优化设计

研究了随机杆系结构在随机荷载作用下的随机优化设计问题。构建了以杆系截面积随机变量为设计变量、具有位移和应力概率约束的结构优化模型,并提出了将随机优化模型等价转化的求解策略;在同时考虑结构物理参数、几何尺寸和作用荷载随机性的情况下,给出了结构有限元和基于可靠性的灵敏度分析方法。算例表明:文中提出的随机结构分析和优化模型与设计方法是合理、可行和有效的。     

基于单片机的拉线式位移传感器的设计

本文以编码器技术为基础,设计了一种基于单片机的大量程拉线式位移传感器,它以增量型编码器和单片机为核心,经过各功能电路的处理,完成位移变化的精确测量并显示。该数字显示拉线式位移传感器,在结构和功能上都有改进和拓展,不仅具有传统拉线式位移传感器的基本功能,而且还能通过LCD屏显示位移的大小和方向。该传感器克服传统拉线式位移传感器的易磨损、分辨力差、阻值偏低、高频特性差等缺点,提高了测量精度。     

塔式起重机地震响应的时程分析

以QTZ315型塔式起重机为研究对象,利用有限元软件ABAQUS研究塔式起重机的自振特性,得出塔式起重机的前5阶固有频率。通过试验提取3点应力,以验证有限元模型的准确性。对塔式起重机施加El-centro地震波,用非线性时程分析法计算塔式起重机在空载和加载状态下,塔式起重机对地震载荷的响应情况。结果表明,在7度多遇地震波作用下,起重臂与塔身连接点的应力和位移随起吊载荷的增加而增加,且变化趋势一致;起吊重量为1.5 t时,起重机因强度失效而发生折断,刚度仍有较大余量。分析结果可为塔式起重机安全使用和合理设计提供参考。     

基于逆磁致伸缩的无励磁钢绞线应力量测研究

钢绞线作为预应力结构的关键受力构件,为实现对其应力信息的准确测量,提出一种基于逆磁致伸缩的无励磁钢绞线现存应力测量方法。首先,通过建立磁电力耦合理论模型,探析外加荷载、铁磁材料的磁导率与线圈系统自感系数之间的内在联系。其次,基于COMSOL有限元软件,量化模拟了钢绞线应力变化时自感线圈系统的电感变化。最后,搭建试验测量平台展开试验验证。结果表明,基于该测量方法获取的电感值具有较高的可重复性,在激励电流不变情况下,15组试验数据的电感与荷载之间均显著呈一定函数关系,拟合优度R~2均大于0.99,且检测灵敏度随自感线圈有效磁路长度增加而增加,拟合值与实测值之间误差微小,满足工程需要,进一步验证了该方法的合理性。     

大型煤气柜风振响应与抗风性能分析

基于刚性模型表面测压风洞试验,得到大型煤气柜表面的风荷载时程,经数据处理得到结构的平均风荷载与频域动力风荷载数值模型.采用有限元方法计算了煤气柜结构的动力特性,研究了煤气柜柜体内外气体的压力差对结构动力特性的影响.采用随机振动理论,计算得到大型煤气柜结构的风致位移响应,分析了柜体内外气体压力差对结构风致响应的影响以及煤气柜结构在风荷载作用下的变形,为结构设计师进行结构抗风设计提供了参考.     

复合材料身管电磁轨道炮轨道结构变形分析

以复合纤维材料缠绕下的电磁轨道炮身管为研究对象，通过研究其工作原理建立瞬态3D耦合仿真模型，并基于LS-DYNA软件对模型进行电磁-热-结构变形场耦合计算，分析轨道在发射工况下的变形位移情况。结果表明轨道上应力波、振动以及临界速度共振现象的存在，说明预应力的施加会提高结构的稳定性，改变缠绕角度和缠绕层厚度会对结构刚度产生影响。     

复合材料层合结构在防覆冰/除冰系统中的应用

设计了一种基于复合材料层合结构的新型防覆冰/除冰系统。此多功能复合层合结构由铜基超疏水材料、非对称正交铺设的双稳态可变形结构和聚酰亚胺加热膜构成。铜基超疏水材料起到延迟水滴结冰、减少表面覆冰和降低冰层与接触面之间黏附力的作用;聚酰亚胺加热膜驱动双稳态结构发生稳态突变时,产生的热量会快速融化冰层;双稳态结构形态突变时会产生机械振动,从而形成一套新型电热-机械耦合防覆冰/除冰机制。通过测试,该系统表面水接触角可达155°,具有良好的超疏水特性、可变形性、耐高低温交变性和紫外线耐性等特性。