混凝土轴拉疲劳试验及损伤模型

基于室内试验，研究了混凝土在等幅和变幅重复荷载作用下的轴拉疲劳性能。由等幅疲劳残余应变，定义了损伤变量，得到了相应的损伤积累和演化规律。依据损伤演变与损伤状态、加载条件间的相关性，建立了相应的疲劳损伤模型。并用变幅疲劳试验结果验证了模型的有效性。与其它模型相比，该模型具有较高的精度。     

混凝土结构内锈蚀钢筋的疲劳研究综述

腐蚀环境和反复荷载共同作用下混凝土结构的疲劳问题愈发突出,特别是混凝土结构在荷载作用下产生和发展的裂缝为腐蚀介质提供了快速传输通道,引起开裂区域钢筋局部坑蚀。动态荷载作用下疲劳裂纹在蚀坑底部形成并扩展,导致钢筋脆性断裂,进而导致混凝土构件的疲劳失效。回顾并分析了混凝土裂缝对钢筋疲劳性能的影响、坑蚀钢筋疲劳性能研究进展和基于弱磁效应的钢筋疲劳研究,指出掌握坑蚀钢筋的裂纹扩展行为是进行服役混凝土结构疲劳寿命预测的关键。弱磁效应能够实时地表征锈蚀钢筋的疲劳断裂行为,建立基于弱磁理论的锈蚀钢筋等效裂纹扩展长度和应力强度因子变幅表征方法,是服役钢筋混凝土结构疲劳寿命预测的一个创新方法。     

钢筋腐蚀疲劳共同作用机理与寿命预测

为了准确计算钢筋腐蚀疲劳寿命,依据金属力学、电化学、断裂力学的基本原理,对混凝土中脱钝钢筋的腐蚀介质和疲劳荷载共同作用交互机理进行研究,建立脱钝后钢筋在疲劳荷载作用下同时考虑弹性变形、塑性变形和电化学作用的钢筋腐蚀速率模型,在此基础上构建了圆柱形钢筋腐蚀疲劳应力强度因子幅值的计算模型。定量分析了腐蚀疲劳裂纹扩展门槛值的理论计算模型以及钢筋腐蚀疲劳裂纹扩展模型,提出了腐蚀介质和疲劳荷载共同作用下钢筋寿命预测模式。利用已有文献中钢棒腐蚀疲劳试验结果对本文提出的模型以及寿命预测模式进行验证,结果表明,pH=2.5~12时钢棒腐蚀疲劳寿命计算值与试验值吻合较好,还揭示了疲劳荷载对钢筋腐蚀速度影响规律。     

局部锈蚀钢材的低周疲劳试验研究

处于腐蚀性工作环境中的钢结构工程常出现局部钢材锈蚀,对其疲劳性能的影响显著。为研究局部锈蚀钢材低周疲劳寿命的退化规律,以Q235钢板为基础材料,考虑局部锈蚀坑深度和锈蚀坑纵向长度2个因素,制作4个光滑试件,并采用电化学加速锈蚀法制作24块试件,同时对这2种试件进行轴向拉伸低周疲劳试验。试验结果表明：锈蚀坑纵向长度和锈蚀坑深度均能使钢材低周疲劳寿命下降,锈蚀坑深度是主要因素;对锈蚀试件疲劳寿命影响较大的锈蚀坑深度为0.60～1.10 mm区间,超出此区间,试件疲劳寿命将在低水平保持稳定。     

基于循环荷载下西原岩石疲劳模型的改进研究

为研究岩石疲劳变形规律,通过将西原模型黏塑性体中线性元件替换为含疲劳参数n的非线性黏性元件,建立了循环荷载下改进的西原疲劳模型。当岩石循环荷载应力上限值小于岩石门槛应力值时,模型为描述岩石减速、等速两个疲劳变形阶段的广义Kelvin疲劳模型;当岩石循环荷载应力上限值大于岩石门槛应力值且模型参数n≠1时,模型为反映岩石的减速、等速及加速3个疲劳过程的改进西原疲劳模型;当模型疲劳参数n=1时,模型退化为西原疲劳模型。结果表明:与既有岩石疲劳试验结果相比,改进的西原疲劳模型能更好描述循环荷载下软硬岩石的等速、减速、加速三个疲劳变形阶段,且模型疲劳参数n随岩石的单轴抗压强度增大而增大,较高的循环荷载上限应力比会造成模型疲劳参数值n的反常,其他参数变化规律也较为明显。     

混凝土结构疲劳寿命的尺寸效应研究

混凝土结构的强度及其断裂参数存在尺寸效应这一规律,本文在此基础上以弹塑性断裂理论为基础,提出了基于J积分混凝土的疲劳裂纹扩展率工程计算方法,并推导出了D-M模型下的混凝土疲劳寿命工程计算公式,此公式涉及到尺寸对于寿命的影响,并得出了混凝土疲劳寿命的尺寸效应。     

短纤维复合材料疲劳损伤及寿命预报

对短纤维复合材料疲劳载荷作用下的损伤发展进行分析，给出损伤速率方程，并通过实验对损伤发展进行了测量。通过损伤临界值来预报疲劳寿命。     

钢纤维增强高性能混凝土弯曲疲劳寿命预测研究

研究纤维体积掺量(0.5%,1.0%和1.5%)对高性能混凝土疲劳性能影响,在不同应力水平(S=0.65,0.70,0.75和0.80)下对钢纤维增强高性能混凝土(FRHPC)进行四点弯曲疲劳试验。基于两参数威布尔分布理论,应用图像法、矩估计法、最大似然估计法,求出威布尔形状参数a和特征寿命参数u,对不同失效概率下混凝土的疲劳寿命进行预测,建立双对数疲劳方程。研究结果表明：不同应力水平下混凝土弯曲疲劳试验数据符合两参数威布尔分布,纤维对混凝土疲劳性能有提升作用,提出了考虑失效概率的P-S-N曲线方程。纤维增强高性能混凝土疲劳寿命的预测方法和试验结果可以为工程应用提供基础理论。     

手动液压吊车应力及疲劳寿命可视化分析

采用大型有限元软件ANSYS，对某款手动液压吊车承载时的应力分布进行了计算，使用基于ANSYS自行开发的疲劳寿命模块，对该款手动液压吊车在反复承载状态下的全场疲劳寿命进行了分析，对类似手动吊车的寿命评估与合理设计具有实际的参考价值。     

大型起重机械疲劳剩余寿命评估系统数据库的研制

阐述了采用SQL Server与Visual C 研制的大型起重机械剩余寿命评估系统中的数据库及数据库管理系统的结构、功能、特点、设计及其实现的技术，为在役大型起重机械剩余寿命的评估提供了一种方法和依据。     

基于扰动插值函数的原状黏土强度分析

原状土的强度问题一直是岩土工程领域非常关心的问题之一,然而由于土样扰动的存在,真正获得原状土样的强度存在较大的困难。基于扰动插值函数的物理概念,提出了一种通过扰动土样强度预测原状土样强度的方法。该方法在Z.Hong和K.Onitsuka扰动度定义的基础上,结合黏性土弹塑性损伤力学模型,将扰动插值函数视为扰动度D_d的指数函数关系式,根据扰动土样的强度及压缩试验结果,通过插值函数推求得到原状土样的强度。基于连云港典型软黏土的振动试验对模型的适用性进行了检验,模型验证结果表明,该预测方法能较好地反映连云港典型软黏土的原状强度。     

基于改进扰动功率和能量法的暂态扰动定位

功率和能量法是一种定位电能质量扰动问题的常用方法，但它在定位向系统注入能量的扰动类型时，会发生原理性错误。文中对此进行了改进，提出一种基于改进功率和能量法的暂态扰动定位方法。改进法结合了扰动初始能量的极值和扰动初始电压的极值，使其可以同时处理向系统注入能量的扰动和系统释放能量的扰动。改进方法不需要在定位前对暂态扰动进行分类，就可以对2类暂态扰动进行准确的定位。对比仿真分析表明，改进方法达到了准确定位2类暂态扰动的目的。     

橡胶混凝土弯曲疲劳性能研究

为研究橡胶混凝土的弯曲疲劳性能,将粒径为0.54 mm的橡胶颗粒以不同掺量掺入混凝土中,制成橡胶混凝土试件进行轴压试验与轴拉试验,测其应力-应变曲线,计算出弹性模量和泊松比。进行四点弯曲静载试验及ABAQUS数值模拟,得到极限荷载、峰值挠度和荷载-挠度曲线,试验结果与数值模拟结果较接近,验证了数值模型的可靠性。使用疲劳软件Fe-safe分析等幅及变幅加载下橡胶混凝土弯曲疲劳寿命,结果表明:无论是普通混凝土还是橡胶混凝土,在等幅循环荷载下,应力水平越高,弯曲疲劳寿命越低;各掺量下橡胶混凝土的弯曲疲劳寿命都比普通混凝土的大,且橡胶掺量越多弯曲疲劳寿命越大;在变幅荷载作用下,随着橡胶掺量的增大,混凝土的弯曲疲劳寿命也越大;随着变幅等级增多,各掺量下橡胶混凝土的弯曲疲劳寿命均降低,且变幅等级越多,弯曲疲劳寿命越低。     

顺层边坡松动岩层工程特性及工程处治措施

通过对松动岩层的形成机制和工程特性深入分析,显示松动岩层和原岩层有本质区别,由于松动岩层孔隙张开、泥质充填等不利因素,其抗剪强度和原岩层相比差异显著;通过极限平衡方法对工程实例中的松动岩层滑坡进行反分析,结果表明松动岩层充分泥化后强度大幅下降,不能简单通过原岩强度折减得到。勘察阶段应将其作为特殊岩体对待,有条件的情况下应进行现场槽探,弄清松动岩层具体情况。边坡开挖后,松动岩层易于软化而导致大面积滑动,因此建议在边坡开挖前采用抗滑桩预先加固、开挖坡面后采用锚杆(锚索)框架加固坡面、并做辅以坡体截排水的综合工程处治措施。     

基于RBF-Markov串联模型的危岩裂缝变形预测

基于危岩裂缝变形的渐变性及随机性,将径向基网络(RBF)预测模型与马尔科夫(Markov)概率转移模型结合起来,建立危岩裂缝变形的RBF-Markov串联预测模型.该串联模型主要是在RBF模型中输入已有数据进行训练,通过相应的径向基函数输出拟合结果,然后对拟合结果与实测值的残差进行分类,运用Markov概率转移模型计算出未来k步时间序列的相对误差,当输入最近的实测值,结合RBF模型预测值及Markov残差修正值可实现对危岩裂缝变形的最终预测.经忠武管道张家沟C1危岩裂缝变形实例验证,该串联模型既充分发挥了RBF模型反映裂缝历史发展趋势的特点,又考虑了Markov模型反映随机波动性对变形预测的影响.结果表明:串联模型具有预测精度高、收敛快等优点,且短期预测效果较好,为危岩裂缝的短期变形预测提供了新的途径.     

基于时域特征分析的电能质量扰动分类

在分析电能质量扰动信号的时域特征的基础上,提取了4个用于分类电能质量扰动的特征量,并且提出了一种电能质量扰动分类方法。所提取的扰动分类特征量具有较为明确的物理意义,因此,有利于对各种电能质量扰动进行估值;某一特征量或某几个特征量能唯一确定一种扰动,使扰动判断不再具有或然性;任一扰动的特征量不因其他扰动的存在而改变其值,因此,可以准确辨别出混合扰动。MATLAB仿真和分析表明,该方法能有效地分类更多的单一和混合电能质量扰动,并且计算耗时更少。     

海上风电基础结构疲劳寿命分析

针对海上风电基础结构疲劳损伤、疲劳寿命评价方法展开研究.区分疲劳荷载为单级疲劳荷载和多级疲劳荷载联合作用两种情况,考虑渐增型、往复型和正弦波型3种疲劳荷载作用方式,借助三桩导管架式海上风电基础,采用基于S-N曲线和Palmgren-Miner线性累计损伤法则的疲劳寿命估算方法对疲劳荷载作用下的结构疲劳损伤进行了计算,对结构整体寿命进行了评价;对单级疲劳荷载或多级疲劳荷载联合作用时,3种作用方式作用下的基础结构进行了疲劳分析,定义疲劳极限与疲劳荷载造成的应力水平的比值为安全系数,用以量化基础结构各部位或部件的抗疲劳能力,同时验证了加载顺序对于结构的锻炼效应.结果表明:基于S-N曲线和Palmgren-Miner线性累计损伤法则的结构疲劳寿命估算,其依托的应力水平是单独获得的,忽略了加载顺序的影响;渐增型、往复型及正弦波型3种疲劳荷载作用形式对结构疲劳寿命的影响渐趋恶劣;由高到低的加载顺序对结构造成的损伤比由低到高的加载顺序要严重.     

基于二次曲面拟合的GBSAR大气扰动误差模型研究

大气扰动误差是地基合成孔径雷达(GBSAR)观测的主要误差之一,它与大气环境的变化密切相关,受大气扰动干挠影响随时间和空间的变化而发生改变。通过分析大气扰动误差在时间和空间上的变化特性,采用二次曲面函数建立大气扰动的分布模型,利用多个固定点解算模型参数,进而估算整个测区任意位置的大气扰动误差。试验结果表明,该方法有效改正了大气扰动误差,提高了GBSAR观测结果的精度。     

塔机剩余寿命评估系统的研制及其数据库访问技术

介绍了一个基于客户／服务器方式的塔机剩余寿命评估系统的设计与开发，讨论了数据库设计、ADO数据访问技术及一种远程数据访问技术等，该系统已在山东电建三公司得到了实际应用。