基于矩形贴片天线的应变测量技术

为了研究基于矩形贴片天线的应变测量技术,根据传输线模型,分析了矩形贴片天线与应变间的作用机理,明确了天线辐射单元尺寸受应变影响,可导致贴片天线中心频率发生偏移,且获得了频率偏移量与应变间的线性关系理论表达式.设计3种不同中心频率的矩形贴片天线,利用高频结构模拟器(high frequency structure simulator,HFSS)电磁仿真软件和拉伸应变检测系统,对不同应变状态下,贴片天线中心频率随应变的变化趋势进行了仿真与实验测试.仿真和实验结果表明:贴片天线的中心频率的偏移量与应变之间线性关系明显,且贴片天线的中心频率越高,应变灵敏度越大.利用矩形贴片天线作为应变传感器,可满足结构应变测量要求,为结构健康无线监测研究奠定了基础.     

“正交”便携反射式光弹性仪误差分析

为满足工程现场观测高应变梯度区域、裂纹尖端区域应力光图以及用光弹贴片钻孔法测残余应力的需要,研究了基于光弹贴片技术原理的反射式光弹性仪,分析了"正交"反射式光弹性仪偏光系统的工作原理,运用误差理论论证了仪器设计的可行性及有效性,本仪器正、反两测回所得的测量数据是等精度的,给出了仪器测试结果的极限误差.结果表明,使用该仪器能得到光弹性方法中的全部试验数据,极限误差满足原理误差要求.     

CFRP加固钢筋混凝土梁滞后应变计算方法

为了系统研究从零负载状态到满负载状态各个阶段CFRP片材加固梁滞后应变的计算方法,在充分考虑加固梁不同负载状态及受压区混凝土非线性本构关系的基础上,分别建立了不同负载贴片加固梁考虑混凝土抗拉作用时的滞后应变计算公式及不考虑混凝土抗拉作用时的简化计算公式.试验数据和对比分析结果表明:"考虑混凝土抗拉作用"公式的计算结果与试验数据吻合良好,计算误差<8%,明显优于现有文献的计算方法;"不考虑受拉区混凝土抗拉作用"公式的计算结果在混凝土开裂前和试验值相差较大,但对已裂加固梁的计算误差与"考虑混凝土抗拉作用"公式的计算误差接近.为简化计算,对未裂和已裂混凝土梁贴片加固时的滞后应变可分别采用"换算截面"公式和"不考虑混凝土抗拉作用"公式进行计算,两种简化方法的误差均不会超过10%.     

共振柱试验机试验误差分析

针对常规土类试验和刚性试件试验,建立了固定-自由式共振柱试验机的动剪切模量误差、应变误差和阻尼比误差计算公式,得到了几种主要影响因素和其对试验误差影响程度的定量认识.分析发现:试件动剪切模量相对误差与测试频率本身标准值无关;试件类型的不同对动剪切模量相对误差的影响可忽略不计;对于常规试验,频率的相对误差和高度的相对误差对动剪切模量相对误差影响较大,同比条件下是其他参数的两倍;对于刚性试验,频率的相对误差和修正值的相对误差对动剪切模量相对误差影响较大;应变相对误差与试件类型无关,测试频率相对误差的影响较其他参数的影响大两倍;阻尼比相对误差是个很敏感的参数,对于常规试验小应变时误差较难控制,对于刚性试验误差控制难度更大.     

基于多维激励应变能响应Rayleigh阻尼系数计算方法

Rayleigh阻尼模型广泛应用于结构地震响应计算,致使Rayleigh阻尼系数计算方法将显著影响结构响应,而地震多维激励是同时作用于结构,且应变能响应能较好地反映结构力学行为,因此,本文对基于多维激励应变能响应的Rayleigh阻尼系数计算方法进行了研究。根据单维地震激励时应变能响应的计算公式,构建出用于计算应变能响应的合理虚拟激励形式,应用于多维激励体系,提出计算多维激励时应变能响应的虚拟激励法,并构建出振型阻尼比变化量平方的新型权重系数,提出基于多维激励应变能响应的Rayleigh阻尼系数计算方法。分别以不带楼板的双向对称、单向偏心和双向偏心的大跨空间钢结构,以及带楼板的对称双塔、非对称双塔和非对称三塔钢筋混凝土结构为工程案例,以多条实际地震波作为激励,对提出的算法进行验证。结果表明：对于双向对称空间钢结构,基于各类阻尼系数计算方法求得的结构响应误差均较小,对于单向偏心和双向偏心空间钢结构,基于二阶振型阻尼系数计算方法求得的结构响应误差最小值和最大值分别为5.89%和19.64%,基于多维激励应变能响应阻尼系数计算方法求得的结构响应误差最小值和最大值分别为0.00%和6.10%,对于对称双塔、非对称双塔和非对称三塔结构,基于二阶振型阻尼系数计算方法求得的结构响应误差最小值和最大值分别为5.76%和51.17%,基于多维激励应变能响应计算求得的结构响应误差最小值和最大值分别为0.07%和4.48%,证明该计算方法是合理的。     

形位误差分布规律若干问题的研究

本文从理论上证明并抽样统计验证了任意方向位置度误差服从瑞利分布;证明了形位测量误差服从正态分布;以《检测规定》为依据,论述了形位误差分布规律与检测方案无关。     

形位误差分布规律若干问题的研究

本文从理论上证明并轴样统计验证了任意方向位置度误差服从瑞利分布；证明了形位测量误差服从正态分布；以《检测规定》为依据，论述了形位误差分布规律与检测方案无关。     

光弹贴片法检测复合材料残余应力

采用钻孔法结合光弹贴片实测正交异性复合材料板小孔周围释放应力应变场,简要推导光弹等差线条纹级数与测点残余应力的关系式,并以碳／环氧复合材料板为实例,探讨更简便易行的残余应力检测方法。在实验技术上,将聚碳酸酯贴片的单侧表面镀金属铝膜,以提高贴片的反射效率。实验表明,钻孔法结合光弹贴片测量可有效地分析复合材料残余应力问题。     

用中心钻孔公式计算残余应力时偏心钻孔造成的误差分析

本文应用钻孔时联系松弛应变与残余应力之间的一般关系式,在应力状态、几何布置较为广泛的组合范围内,分析了当用中心孔公式计算由于钻孔偏心而造成的分析误差。计算结果表明,以往在个别情况下作出的分析,大大低估了偏孔造成的分析误差。     

光贴片法在复合材料构件中的应用

论证了光贴片法在复合材料构件中的应用，推导出了用贴片法计算复合材料构件边界处及表面任意点处的主应力和主应变计算公式．用电测法和光贴片法对５ｋＷ风力发电机的桨叶（正交复合材料制成），进行了静载强度测式．测得的结果相近．     

平面五次对称准晶中的应力强度因子

引入一组新的应力函数来讨论平面五次对称准晶的弹性力学问题,将问题中的１８个弹性力学基本方程简化成一个高阶偏微分方程,并且应用Ｆｏｕｒｉｅｒ变换和对偶积分方程方法,求解了平面五次对称准晶结构中的Ｇｒｉｆｖｆｉｔｈ裂纹问题,得到了应力强度因子和应变能释放率,它们是研究材料变形的断裂的关键物理量。     

误差分析方法在管桩偏位控制中的应用

本文针对预应力管桩施工中所产生的施工特点，结合施工与监理过程中出现的一些较突出的问题进行分析，探讨管桩偏位的主要误差来源，用误差分析的方法分析总结了管桩的施工与监理时控制限值与控制要点。     

面向主动寻位安装方法的信息处理系统研发

介绍了一种主动寻位的工件安装方法及其通用安装系统的基本组成,阐述了信息处理系统(IPS)在通用安装系统中的核心作用.在描述IPS工作流程及其主要功能的基础上,讨论了实现IPS的主要算法.支持主动寻位安装方法的信息处理系统是使加工误差与夹具制造误差无关的重要信息处理工具.     

用中心钻孔公式计算残余应力时偏心钻孔造成的误差分析

本文应刚钻孔时联系松驰应变与残余应力之间的一般关系式,在应力状念,几何布置较为广泛的组合范围内分析了当用中心孔公式计算由于钻孔偏心而造成的分析误差。计算结果表明,以往在个别情况下作出的分析,大大低估了偏孔造成的分析误差。此文发表表:全国残余应力测试技术座谈会论文宣读发表日期:1983年10月。     

不对称转体施工引起上、下球铰偏位原因及分析

摘　要: 武汉市常青路(青年路—三环线) 跨铁路主桥采用一种带有辅助支撑的墩顶不对称转体法施工,使用齿轮齿条驱动作为转体动力系统。在施工过程中, 转体系统的上、 下球铰出现了明显的相对滑移和偏转。为了分析上、下球铰之间相对偏位的产生原因及其影响, 对球铰在桥梁转体过程中的受力状态进行了剖析, 并采用ANSYS 分析软件建立了球铰结构的精细化有限元模型, 计算了相对偏位对球铰结构的不利影响。分析结果表明: 在常青路桥梁转体过程中, 配重吊装和支架拆除等工序使梁体产生的不对称变形和牵引系统对球铰的水平反力是上、下球铰产生相对偏位的两个主要原因。相对偏位产生后, 球铰结构自身能够承受一定的不平衡弯矩和水平荷载, 转体方案安全可行。     

平行梁式传感器弹性体的设计与有限元分析

根据平行梁式传感器的结构和特点,利用材料力学相关知识对其弹性体进行设计,并建立力学模型。运用有限元分析方法进行分析,建立了既符合实际又简化的有限元模型;研究了弹性体的结构参数、载荷等因素对贴片区应变的影响,为找到准确的贴片位置和优化设计提供依据。     

有限相关样本的期望估计

利用密度权导出了有限相关样本的期望估计，论证了相关密度权是对称的、非对角型矩阵；相关期望估计具有抗差性，且具有自动抗差功能．在运算过程中，其解与迭代初始值无关，其迭代初始值为误差方程的常数项，并且能保持变权运算后各变量的相关系数不变。     

光纤光栅在结构健康监测中的误差分析

光纤光栅传感器已广泛应用在土木结构的应变测量中,但测量的误差是必然存在的。本文研究了传感器在安装过程中产生的误差、光纤信号在传输过程中的损失产生的误差以及温度产生的误差等因素对测量数据的影响程度。结果表明:焊接位置偏差带来的误差较大,同时温度场偏差也是影响应变测量误差的主要因素,必须进行温度补偿,在温度补偿时温度场的选取要保证温度与应变传感器所处温度场一致,当应变和温度变化不是太大时,交叉灵敏度所引起的相对温度和应变误差可以忽略。     

AZ31B挤压变形镁合金低周疲劳行为研究

分别研究了挤压变形AZ31B镁合金在非对称载荷与对称载荷下的疲劳行为,结果表明两种加载方式下,疲劳过程随着应变幅的增加,滞回曲线的不对称性均增强;在低应变幅下,位错滑移为主要塑性变形机制;而在较高应变幅下,孪生-去孪生为主要变形机制;同一应变幅下,压-压非对称低应变幅疲劳寿命最长,拉-压对称低应变幅疲劳寿命次之,拉-拉非对称低应变幅疲劳寿命最短。     

埋入式光纤光栅界面应变传递机理与误差修正

光纤光栅应变传感的准确程度主要取决于光纤、保护层和黏贴层以及基体材料的物理力学性能,即各层间应变传感的界面传递特性.本文以埋入式光纤光栅作为研究对象,推导出了考虑多层界面应变传递的光纤光栅应变传感的统一表达式.通过定义平均应变得到了光纤光栅应变传感的误差与修正公式.针对自行开发的埋入式光纤光栅管式封装应变传感器和FRP-OFBG应变传感器,研究了相应的应变传递误差规律和影响因素,给出了相应的误差修正系数,并通过试验加以验证.为埋入式光纤光栅封装应变传感器的开发与工程应用提供了理论基础.