结构被动变刚度控制系统

本文提出一种新的结构被动控制系统棗被动变刚度控制系统,介绍了该系统的构造及其控制原理,建立了用于结构分析的控制系统计算模型,通过对单自由度结构控制效果的数值模拟分析,显示了该控制系统良好的减振效果。     

平行钢丝束拉索的布里渊全尺度测试技术研究

针对传统点或准分布式传感器不能有效监测在役拉索索体的应力分布问题,提出将纤维增强树脂-光纤(FRP-OF)复合智能筋布设到平行拉索,开发出基于布里渊测试技术的分布式平行钢丝束智能拉索,以实现对其内应力进行全尺度监测。实体拉索的静载试验结果表明:在破断索力60%左右的张拉控制力下,RFP-OF复合智能筋的布里渊应变信息能很好地揭示拉索的应力分布状态,测试结果的重复性较好,总平均索力与控制张拉索力的吻合良好,其相对测试误差在5%以内。该智能拉索具有抗电磁干扰、传感距离长、成本低和全尺度测量等优点,可以有效地监测拉索的索力分布情况,符合拉索长期在线健康监测需要。     

基于局部时间序列的约束子结构修正法

针对局部子结构为修正对象的情况,提出了基于时间序列的约束子结构修正法.从而只利用整体结构中局部子结构部分的自由响应或者随机响应就可以精确修正子结构模型.该方法依据线性结构的线性叠加原理.将一组长的子结构响应的时间序列延时划分为若干组子时间序列,然后利用这些子时间序列的线性组合,限制子结构边界的响应,从而隔离整体结构对子结构的影响,构造出约束子结构的响应,进而通过约束子结构的模态识别和模型修正实现对局部子结构的修正.以十跨桁架模型为例,分别利用子结构位置的随机响应和自由响应修正子结构,验证了所述方法的有效性,并分析了噪声对方法的影响.     

FRTP筋制备与基本物理力学性能试验

目前,混凝土结构中对结构进行加固或用作增强的FRP筋、FRP板等材料普遍采用纤维增强热固性树脂复合材料.本文根据自行研究的不同生产工艺,加工生产连续玻璃纤维增强聚丙烯光面筋及螺纹筋.这种新型热塑性FRP筋(简称FRTP筋)具有强度高、韧性好、可二次成型、可焊接、与混凝土粘结好等优点;同时具有生产成本较低、生产过程无刺激气体放出、无污染、可回收再利用等良好的社会效益.对这两种FRTP筋进行一般物理与力学性能试验,包括抗拉强度、弹性模量、抗冲击性、吸水性等.同时对其微观形态和与混凝土材料的粘结性能进行研究,并与相应的热固性FRP筋进行比较.结果显示,FRTP筋在以上诸多方面均有良好性能,能够较好满足土木工程结构的要求.     

改进的神经网络技术在声发射定位中的应用

针对时差定位法受很多因素影响的弊端，将神经网络技术应用到声发射源定位中。提取最能揭示声发射源的特征参数和运用主元分析技术来降低输入样本的数量；采用增加隐含层神经元个数探讨它们的误差变化来确定隐含层；运用附加动量法和优化选取初始阈值等措施进行网络设计。将设计好的网络运用到实例中，通过与实际缺陷位置的比较，结果表明，选择合理的网络结构和输入参数可准确定出结构损伤位置，且精度有较大的提高，计算更简单有效。     

碳纤维水泥基材料吸波性能与隐身效能分析

采用远场雷达散射截面法测试的功率反射率为表征吸波性能的指标,研究了素砂浆的吸波性能以及碳纤维长度、碳纤维掺量、搅拌方法、复掺铁氧体、温度和湿度等因素对碳纤维砂浆吸波性能的影响,根据所推导的隐身效能评价公式计算了碳纤维砂浆的隐身能力.研究表明:掺入碳纤维只能提高砂浆的高频吸波性能;合适的纤维长度和体积掺量是提高砂浆吸波性能的决定性因素;机器搅拌方法制备的碳纤维砂浆的吸波性能好于人工搅拌方法制备的碳纤维砂浆;温度、湿度升高,或者复掺铁氧体、碳纤维砂浆的吸波性能均下降;最佳配比的碳纤维砂浆在14～18GHz的频段内,其雷达最大探测距离可降低到素砂浆的80%～90%.     

镍粉复合水泥基材料的压敏性研究

为探讨镍粉复合水泥基材料的压敏性,首先研究了一次加载至破坏时不同掺量镍粉复合水泥基材料的电阻率变化规律,然后通过在弹性阶段的加载考察掺量为25%(体积分数,下同)的镍粉复合水泥基材料压敏性的重现性,最后研究了加载速率和试件偏压对掺量25%的镍粉复合水泥基材料压敏性的影响.结果表明:掺量15%和20%的镍粉复合水泥基材料不具有压敏性.掺量25%的镍粉复合水泥基材料一次加载至破坏,电阻率变化率最大可达40%,弹性阶段电阻率变化率可达35%以上,具有良好的压敏性;且其压敏性基本不受加载速率和试件偏压的影响.镍粉是制备具有高感知灵敏度的压敏水泥基材料的一种有效功能组分.     

基于径向基神经网络的桥梁有限元模型修正

基于某预应力混凝土大跨刚构-连续梁桥的ANSYS有限元模型,提出一种基于径向基神经网络的有限元模型修正方法。该方法以不同设计参数条件下有限元模型模态分析频率作为输入向量,以对应的桥面单元、中墩、边墩的弹性模量、密度等设计参数修正值作为输出向量,利用径向基神经网络来逼近两者之间的非线性映射关系。结合该桥梁结构健康监测系统中加速度传感器监测的桥梁结构动力反应的加速度数据,利用神经网络的泛化特性,直接计算出有限元模型设计参数的修正值。研究结果表明:修正后的有限元模型能更真实地反映结构的物理状态,较好地反映该桥梁结构的真实动力特性。     

黑龙江呼兰河大桥的光纤光栅智能监测技术

对光纤光栅波长变化与应变的关系进行了理论分析,并通过材料试验和等强度梁试验加以验证;研究了光纤光栅的布设工艺,并在黑龙江省呼兰河大桥预应力箱形梁的施工过程中成功地布设了12个光纤光栅应变传感器与3个温度传感器;布设的传感器监测了预应力箱形梁张拉过程的钢筋应变历程,以及箱形梁静载试验的钢筋应变增量与分布;大桥建成后,利用布设的光纤光栅应变和温度传感器对呼兰河大桥进行了阶段性运营监测,监测了车辆荷载下的应变历程和大桥温度变化过程。监测结果表明埋入的光纤光栅可以方便地监测汽车的流量及其可能的疲劳损伤,为桥梁结构的健康诊断提供依据。一年多的考验表明,光纤光栅的稳定性与耐久性满足钢筋混凝土桥梁结构长期健康监测的要求,性能明显优于传统的电阻应变片。     

形状记忆合金增强弹性混凝土梁的变形特征

利用形状记忆合金的超弹性和受限回复产生较大驱动力的特性,研制了一种智能混凝土梁。通过试验研究了形状记忆合金智能混凝土梁的变形规律及其影响因素,揭示了形状记忆合金超弹性梁的自修复机理。试验结果表明:形状记忆合金显著地提高了混凝土梁的变形能力;一旦外力消失,梁在形状记忆合金超弹性效应的驱动下,挠度迅速恢复,裂缝闭合;增加合金的总截面面积可提高合金对混凝土梁的驱动效果,但钢筋塑性变形的存在,则对形状记忆合金梁的变形回复起着阻碍作用。