聚合物再生混凝土力学性能研究

本文设计并完成了不同聚合物不同用量的再生混凝土,制备了掺入量为7%、14%、21%、28%丁苯胶乳再生混凝土、再生橡胶粉再生混凝土和普通混凝土试块,进行了立方体抗压强度和阻尼性能相关试验,并以普通混凝土作为基准进行对比分析试验,结果表明:聚合物再生混凝土立方体抗压强度破坏过程和破坏形态与普通混凝土基本一致;在水胶比、砂率和单位体积材料用量不变的情况下,聚合物再生混凝土立方体抗压强度低于普通混凝土,阻尼性能则高于普通混凝土,抗压强度与阻尼性成反比关系。     

含裂纹悬臂梁的振动与疲劳耦合分析

基于Paris方程和同步分析方法考虑振动与疲劳裂纹扩展耦合之影响,提出一种含裂纹梁的振动疲劳寿命分析思路.振动分析过程中,利用线性弹簧等效裂纹段,复弹性模量引入阻尼损耗因子,得到考虑裂纹扩展、激励频率和阻尼等因素影响的动应力响应.结果表明:裂纹扩展、激励频率和阻尼等因素对疲劳寿命具有重要的影响.通过振动分析与疲劳裂纹扩展寿命估算同步进行,可进一步提高疲劳寿命估算精度.     

高阻尼混凝土构件阻尼性能研究

首先测得了钢筋、高阻尼砂浆及高阻尼混凝土悬臂梁在不同初始顶点位移下的自由衰减曲线,得到了构件阻尼比随变形增大的变化规律。研究了聚灰比、乳液共混及不同纤维的掺入对高阻尼混凝土悬臂梁力学性能和阻尼性能的影响。在此基础上,提出了高阻尼混凝土构件阻尼比的计算理论与方法。通过与国内外相关研究的比较,校验了本文方法的科学性。     

基于压电阻抗技术监测混凝土强度发展的实验研究

本文基于压电阻抗（EMI）监测技术,对混凝土立方体标准试块的强度发展进行了监测。制作3种不同配合比的标准试块,将压电片粘贴于标准试块表面和埋置于体内,用精密阻抗分析仪HP4294A提取压电片在不同养护龄期时的电导纳信号,并测试相应标准试块的抗压强度。试验结果表明,随着混凝土养护龄期的增长,表面粘贴和体内埋置两种压电片的电导频谱均发生了变化,但是变化形式不同。对表面压电片,得到了其共振频率的变化量与标准试块抗压强度之间的定量对应关系;对内置压电片,通过引入指标δ建立了电导频谱与标准试块抗压强度的定量关系。本文工作表明采用EMI技术监测早龄期混凝土在硬化过程中强度发展是一种可行且可靠的无损检测方法。     

考虑裂纹表面摩擦阻尼的振动疲劳裂纹扩展分析

以含表面裂纹悬臂梁为研究对象,研究了裂纹面摩擦效应对裂纹疲劳扩展的影响。分析时,用双线性弹簧描述裂纹呼吸行为,用Galerkin方法把呼吸裂纹梁简化为单自由度系统,基于Coulomb摩擦模型和能量耗散理论推导了摩擦阻尼损耗因子,运用广义的Forman方程模拟疲劳裂纹扩展,通过振动分析与裂纹扩展计算同步进行的方法考虑振动与疲劳的耦合效应,探讨了摩擦阻尼对裂纹梁疲劳裂纹扩展寿命的影响。结论表明,摩擦阻尼损耗因子随裂纹扩展呈单调递增趋势,摩擦阻尼对振动疲劳裂纹扩展的影响不容忽视     

橡胶混凝土小变形阻尼研究

材料的阻尼是衡量材料本身减振性能的主要指标.采用自由振动法测试得到了一批橡胶混凝土小变形阻尼比的基础性数据.试验结果表明:所采用的阻尼比测试方法和试验过程是可靠的;对同类型的混凝土,混凝土的阻尼比随橡胶掺量的增加而增大;混凝土的弹性模量随橡胶掺量的增加而降低;橡胶胶掺量在4.5左右时,可获得阻尼比、弹性模量和抗压强度均较高的混凝土.     

UHMWPE纤维混凝土动态压缩力学性能研究

试验研究了一种捻制超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维增强的新型纤维混凝土动态压缩力学性能。研制了4种纤维体积掺量(0.3%、0.5%、0.7%、1.0%)的C70等级纤维混凝土,采用Φ100 mm分离式霍普金森压杆进行冲击压缩试验,研究了纤维混凝土在140~255 s~(-1)应变率下的动态压缩力学性能。试验结果表明:UHMWPE纤维混凝土抗压强度、峰值应变和弹性模量具有明显的应变率敏感性;纤维混凝土抗压强度应变率敏感性弱于素混凝土,但其弹性模量应变率敏感性强于素混凝土;动态强度增长因子与应变率对数呈线性关系,具体关系与纤维掺量相关。     

再生混凝土材料阻尼性能研究

针对再生混凝土阻尼性能,通过三点弯曲梁大尺寸材料阻尼测试装置,试验研究再生粗骨料(Recycled Coarse Aggregate, RCA)的取代率、RCA粒径、改性掺合料、激振力频率及幅值等因素对再生混凝土弹性阶段损耗因子影响。结果表明,再生混凝土损耗因子分别随RCA取代率的增加及RCA平均粒径的减小而增加;随激振频率的增加及激振力幅值的减小而减小;与普通混凝土相比,再生混凝土的损耗因子增加3%~10%;复掺钢纤维+橡胶粉、粉煤灰+矿粉改性后的再生混凝土损耗因子较改性前分别增加45.8%及30.3%,阻尼增强效果显著。RCA与新硬化水泥砂浆间薄弱界面层的粘滞滑移变形、界面层应力集中所致微裂缝的产生与发展及内部裂隙间的摩擦作用增加了再生混凝土的阻尼耗能。因此,当再生混凝土用于大宗结构性材料时,综合考虑其强度及阻尼性能,RCA取代率不应超过50%,并可复掺粉煤灰+矿粉进行综合改性。     

橡胶再生粗骨料混凝土的性能试验研究

为研究橡胶再生粗骨料混凝土的力学性能和疲劳性能,该文采用不同配合比橡胶再生粗骨料混凝土,进行了力学性能和疲劳性能试验。结果表明：1）再生粗骨料混凝土的抗压强度比普通混凝土提高了9.8%,但抗折强度比普通混凝土低,其弹性模量略有下降。2）再生粗骨料混凝土的基本力学性能随废弃橡胶颗粒的掺入有较显著的下降,折压比随之增加,峰值挠度、峰值应变和极限应变在一定范围内随橡胶颗粒含量的增加而增加。3）当橡胶颗粒掺量为20%时,橡胶再生粗骨料混凝土的极限应变是无橡胶再生粗骨料混凝土的3.46倍,同时显著增强了混凝土的疲劳寿命。     

单闭室复合材料薄壁梁的结构阻尼

研究单闭室复合材料薄壁梁的结构阻尼特性。基于变分渐进法（VAM) 和Hamilton原理,分别建立薄壁梁的截面力位移关系和运动方程;采用Galerkin法对薄壁梁进行自由振动分析;在获得薄壁梁振动模态矢量的基础上,根据最大应变能理论,对薄壁梁的模态阻尼性能进行预测,并且将阻尼预测的结果与现有的有限元计算结果进行对比,验证了本文阻尼分析模型的有效性。进一步针对周向均匀刚度配置(CUS)和周向反对称刚度配置（CAS）两种构型复合材料薄壁箱形梁以及一个翼型截面梁,进行阻尼计算,揭示了纤维铺层角和截面宽高比等参数的影响     

高阻尼橡胶的动态振动疲劳性能

介绍了利用DMA＋450动态机械分析仪测试高阻尼橡胶动态振动疲劳性能的方法。结果表明：利用DMA＋450动态机械分析仪测试高阻尼橡胶材料的振动疲劳性能可以采用两种方式表征,即滞后圈图和X-Y轴曲线,其中滞后圈图表征方式直观、清晰,有利于科研人员的分析;本试验中的高阻尼橡胶受温度影响较大,当温度高于40℃时,其疲劳过程会明显加速;该高阻尼橡胶的初始刚度较大,表现为弹性性能,微米量级的小振幅对其疲劳性影响较小,适用于在振幅不大、频率一定的条件下工作。     

变刚度隔振系统动力特性及仿真

为了研究多级变刚度隔振系统的振动规律,建立变刚度弹簧结构振动分析模型,推导对于变刚度弹簧的理论解析解表达式,计算不同刚度情况下结构强迫振动的时域和频域振动曲线,比较不同频段的变刚度弹簧和定刚度弹簧的振动情况,并对全频段的振幅有效值和力传递率进行计算,根据经济性、减振效果、力传递等方面对变刚度减振结构的特性做出分析。结果表明在保证结构强度的前提下,变刚度结构在低频段的减振效果明显好于定刚度结构,在隔振区的振动效果也明显好于同等强度的定刚度结构,同时二级弹簧还有负向限位的作用。此变刚度结构对于工程中一些刚度变化的减振结构有一定的工程指导意义。     

神经网络用于振动磨阻尼特性的识别

振动磨作为超微颗粒制备的一种方法,其阻尼特性非常复杂。本文应用神经网络的高度学习能力和非线性映射能力,对振动磨的阻尼特性进行了研究,得出了颗粒的摩擦系数、恢复系数、粒度和振动水平是影响系统阻尼的主要因素的结论。     

多层堆叠式永磁动力减振刀杆设计与仿真分析EI北大核心CSCD

针对大长径比刀杆中传统动力减振器的橡胶疲劳老化、阻尼液易泄露、刚度和阻尼难以精准设计等问题,设计了一种利用磁刚度和电涡流阻尼提供刚度和阻尼的多层堆叠式永磁动力减振器,实现了刚度和阻尼的独立精准设计。独特的堆叠式结构可以在相同体积下提供更大的磁刚度和电涡流阻尼,保证多层堆叠式永磁动力减振器达到最优减振条件。分别建立了多层堆叠式永磁动力减振器中磁刚度和电涡流阻尼的理论计算模型,并利用MATLAB软件和Maxwell电磁仿真软件分别探究了磁刚度和电涡流阻尼与多层堆叠式永磁动力减振器各部分尺寸参数之间的关系。最后利用MATLAB软件分别对安装多层堆叠式永磁动力减振器的刀杆和等尺寸实心刀杆进行仿真分析。结果表明,安装多层堆叠式永磁动力减振器后刀杆的频响函数幅值最大值下降91.1%。     

轴向加荷疲劳试验机动态力修正方法分析

疲劳试验机的动态力修正量与试验机参振质量、刚度及其分布、试验机的传感器安装位置有关。通过对传感器安装在2种不同位置的疲劳试验机力学模型的动态力分析,给出试验机使用时动态力的近似修正公式。通过动态力与参振系统质量分布的分析,结合频率在1000Hz以下动态法与静态法力值校准的实验数据,认为疲劳试验机检定时采用静态法力值校准较动态法力值校准更为合理。     

折叠型双瓦楞纸板衬垫振动传递特性的试验研究

研究了3类折叠型双瓦楞纸板衬垫的防振性能,获得了不同静应力条件下的振动传递率曲线、峰值频率、传递率和阻尼比.试验结果表明,这3类衬垫的振动传递特性具有多模态性,有主次之分,而且静应力值对振动传递特性有明显影响.     

温度对橡胶隔振器力学性能的影响

在隔振器的设计选用中,有必要考虑温度对分动箱隔振器的力学性能影响。开发一套安装橡胶隔振器的试验夹具,把夹具和隔振器都安装在带有温控箱的疲劳试验机上,直接测试隔振器在不同温度下的力学性能。开展3个环境温度下的试验,研究环境温度和橡胶垫振动中的温升对隔振器的动刚度和阻尼系数的影响。结果表明温度对隔振器力学性能有较大影响,温度的升高,分动箱隔振器的动刚度和阻尼系数逐渐减小。该方法可广泛应用于测试不同温度下各类橡胶隔振器的力学性能。     

Parametric study to identify the cause of high torsional vibration of the propulsion shaft in the ship

Since torsional vibration can lead to fatigue failure of the propulsion shaft in a ship, it should be restricted from the first step of the design through calculation and verified at the sea trial test step through measurement. Considering that the torsional vibration of the shaft is a system characteristic, it is strongly related to the vibration modes at the natural frequencies of the shaft. Therefore, the actual torsional vibration problem can occur due to the variation of parameters such as those of the vibration system, including mass of inertia, damping, and stiffness, which differ from the design.In this research, the root cause analysis of the high torsional vibration which occurred in the actual ship is described through a parametric study performed using numerical analysis. Parameters that can increase the torsional vibration of the propulsion shaft are selected, including coupling stiffness, shaft stiffness, coupling damping, and shaft damping. Through the torsional vibration calculations with variations of these parameters, the extent of the effect of these parameters on the torsional vibration of the propulsion shaft is investigated and the cause of the increased torsional vibration is identified.