先张法预应力玄武岩纤维增强塑料筋混凝土梁受弯性能试验研究

采用先张法工艺设计制作了1根全预应力玄武岩纤维增强塑料筋(BFRP筋)混凝十梁,2根部分预应力BFRP筋混凝土梁和1根普通BFRP筋混凝土梁,对其进行三分点加载试验,主要测试了构件的开裂荷载、裂缝和挠度发展情况、屈服荷载和极限荷载等性能。结果表明,对BFRP筋施加预应力,可以提高梁的杭裂度,有效减小梁的挠度和裂缝宽度;非预应力钢筋的配筋率越大,梁的极限抗弯承载力越大,在BFRP筋配筋率相同的情况下,全预应力梁和非预应力梁的极限抗弯承载力相当;在预应力梁中采用非预应力钢筋,可以减小裂缝宽度间距,并且提高梁的延性;全预应力梁和非预应力梁在纯弯段上的裂缝数量和裂缝分布基本相同,部分预应力梁的裂缝数量明显多于全预应力梁和非预应力梁。     

双根无粘结预应力筋加筋体力学性能研究

为了研究双根无粘结预应力筋上施加的预拉力对加筋体力学性能的影响,采用缩尺模型试验研究,以钢砂作为填料,既满足了工程中无黏性填料的强度,又模拟了加筋体的应力状态。通过分级施加无粘结预应力筋的预拉力及模型上部的荷载,获得了加筋体的变形及挡板背部土压力的分布,并将试验结果与普通加筋体的测试结果进行了对比分析。研究表明:施加预拉力前加筋体的顶部沉降小于普通加筋体的顶部沉降;无粘结预应力筋上预拉力可以显著减小挡板的水平变形,且影响加筋体顶部的沉降,该影响与无粘结预应力筋的位置有关;堆载后挡板的水平变形和加筋体的竖向变形均变化不大;在施加预拉力过程中无粘结预应力筋之间基本无相互作用。     

管线钢热轧卷板屈服强度的试验研究

为了准确测定管线钢热轧卷板的屈服强度,以X90管线钢热轧卷板为例,采用规定比例极限σP50的计算方法,通过横向、30°和45°方向圆棒试样和直接拉伸矩形试样的拉伸试验、规定比例极限σP50的试验、横向矩形试样预拉伸至规定比例极限σP50的试验等,测定了屈服强度RP0.2和Rt0.5的变化情况。结果表明,预拉伸至σP50对试样力学性能的影响不大;30°和45°方向的矩形拉伸试样σP50的误差限分别为±20 MPa、±5 MPa,在此范围内的屈服强度RP0.2和Rt0.5数据分散性较小,略高于相同方向的圆棒试样,与横向矩形试样的屈服强度略高于横向圆棒试样的规律性一致。预拉伸至规定比例极限σP50能够准确计算管线钢卷板的屈服强度。     

Pre-tension generates strongly reversible adhesion of a spatula pad on substrate

Motivated by recent studies on reversible adhesion mechanisms of geckos and insects, we investigate the effect of pre-tension on the orientation-dependent adhesion strength of an elastic tape adhering on a substrate. Our analysis shows that the pre-tension can significantly increase the peel-off force at small peeling angles while decreasing it at large peeling angles, leading to a strongly reversible adhesion. More interestingly, we find that there exists a critical value of pre-tension beyond which the peel-off force plunges to zero at a force-independent critical peeling angle. We further show that the level of pre-tension required for such force-independent detachment at a critical angle can be induced by simply dragging a spatula pad along a substrate at sufficiently low angles. These results provide a feasible explanation of relevant experimental observations on gecko adhesion and suggest possible strategies to design strongly reversible adhesives via pre-tension.     

索网式天线结构预拉力优化的新方法

建立了某天线索网结构的计算模型,提出了其预拉力优化配置的一种新方法．该方法结合索网结构的对称特性以及在水平投影面内网面内部网格均为正三角形的结构特点,从前索网面在水平面内的力平衡方程出发,以网面内部索段的最大拉力比最小为设计目标,将索网结构预拉力优化配置问题转化为受不等式约束的两变量优化问题,求得了前索网面中各索段在投影面内的预拉力分量;以此为基础,得到了索网结构中各索段的预拉力值．以预拉力优化结果为输入条件,进行了索网结构的有限元仿真分析,结果表明,索网结构的网面设计精度达到了纳米量级,网面内部索段的最大拉力比为1.40,验证了该方法的正确性及有效性．     

冲击作用下斜接修补CFRP层间分层和胶层的损伤机制及参数分析

首先,针对斜接修补CFRP抗冲击性能差的问题,分别使用基于接触的内聚力模型（SCZM）和基于单元的内聚力模型（ECZM）描述层间分层和斜接胶层破坏,研究CFRP层板的冲击响应和两种失效的演化规律。然后,分析了冲击能量、斜接角度和预拉伸作用对两种失效的影响。结果表明：层间分层起始时间早于胶层破坏,与冲击能量无关;分层和胶层破坏面积随冲击能量增加而增大,胶层破坏面积增加的更明显;斜接角度主要影响胶层破坏,对分层面积几乎无影响;预拉伸作用对两种失效均具有负面作用。最后,进一步讨论分层对胶层破坏的影响,通过与只考虑胶层破坏的情况进行对比,发现层间分层使胶层破坏的面积降低,延缓了胶层的最终失效。     

提高航天用钢丝绳张力稳定性的方法研究

普通钢丝绳经过预张拉后结构伸长率为0.1%～0.7%,无法确保航天用钢丝绳结构伸长率小于0.01%的要求。针对初始张力大小、钢丝绳是否经过预张拉、高低温循环次数、温度高低、钢丝绳安装基座特性等影响张力稳定性的可能因素,设计7个试验工况进行测试。试验表明:采用预张拉与高低温循环相结合的方法,可以使钢丝绳结构伸长率从0.0421%下降到0.0059%,张力变化率从20%下降到2.9%,大幅度提高了钢丝绳的张力稳定性,可满足航天用钢丝绳产品的需求。     

导电杆预拉力对换流变套管抗震性能的影响北大核心CSCD

特高压换流变压器是换流站的关键设备,套管是影响换流变抗震性能的一个重要组件。为评估换流变套管的抗震性能,建立了±800 kV换流变—套管体系的精细化有限元模型,获得了体系的动力特性和地震响应,研究了套管内部导电杆预拉力对套管动力特性和地震响应的影响。结果表明:当套管内导电杆所受预拉力较小时,结构基本振型表现为导电杆的振动,加大预拉力可有效提升套管自振频率;适当增加导电杆预拉力,可以显著减小地震作用下导电杆与套管内壁的相对位移响应,有利于提高套管电气性能,且对套筒应力响应无明显影响;地震作用下阀侧套管端部的位移响应较大,工程设计中应予以重视,防止出现牵拉破坏或影响电气功能的其他问题。