爆破荷载作用下隧道围岩损伤范围

爆破荷载作用下岩体不可避免的会产生损伤,为了得到爆破荷载作用下岩体的损伤范围,根据应力波动作用和爆生气体的准静态作用,结合岩石破坏准则,对岩体在爆破荷载作用下的损伤范围进行了研究,得到了两者共同作用下岩体损伤范围的理论计算公式。结合福平铁路新鼓山隧道爆破掘进施工,对隧道周围岩体的爆破损伤范围进行了计算。结果表明,理论公式的计算值与现场实测值较为接近,验证了理论计算公式的合理性。对实际工程具有一定的指导意义。     

基于相空间重构与高斯过程的卫星钟差预报

提出了一种基于相空间重构与高斯过程预报卫星钟差的新方法。首先根据星载原子钟的物理特性用多项式进行拟合以提取钟差趋势项,并对拟合后的残差进行经验模态分解,作降噪处理;然后以降噪后的残差时间序列的混沌特性为基础,对其进行相空间重构;最后以重构的相空间为基础,运用高斯过程对残差时间序列进行建模预报,再将预报结果加上趋势项,获得最终的钟差预报值。采用IGS提供的GPS超快速观测钟差建模进行短期预报实验,结果表明,该方法能实时有效地对卫星钟差进行预报,且精度优于超快速预报钟差。     

不同滑滚比下轮轨材料损伤行为

在MMS-2A滚滑试验机上采用法向载荷120N(模拟轴重16t),转速500r/min,研究京沪高速铁路用钢轨U71MnK和车轮ER8配副在不同滑滚比下的材料损伤行为。利用SEM,EDX对不同滑滚比下的磨痕及剖面形貌和磨损表面元素进行分析。结果表明:不同滑滚比下摩擦因数变化趋势反映材料损伤的过程;轮轨材料的硬化程度随滑滚比增加而增加;不同滑滚比条件下的损伤机制不同:在近似滚动条件下,轮轨材料损伤较轻,主要为氧化磨损和局部剥落。随着滑滚比增加,轮轨材料损伤逐渐发展为疲劳磨损为主,并伴随氧化磨损和磨粒磨损,且磨粒磨损程度随滑滚比的增加而增加。     

雷击对碳纤维增强型航空复合材料损伤的影响

依据有限元仿真软件ABAQUS,建立碳纤维增强型复合材料(CFRP)层合板雷击损伤热-电耦合有限元仿真模型。利用叠加温度场的方法来近似表示内部受损状态,通过对比实验验证热-电耦合仿真方法的正确性与有效性。利用回归统计分析技术,定量分析雷电参数与CFRP雷击损伤的相关性,并绘制相关曲线。结果表明:雷电流比能是决定CFRP雷击损伤的关键因素,纤维破坏面积、分层面积与比能具有线性相关性,树脂破坏面积、分层厚度与比能具有对数相关性。     

承水压混凝土结构损伤机理与渗透特性研究综述

研究承水压混凝土结构的损伤与渗透问题有利于地下工程结构的安全运营,譬如山岭隧道、城市地下结构等。从构成材料损伤理论框架的三个主要方面(场变量的定义、损伤演化方程、本构行为关系)系统地阐述混凝土的损伤机理,并宏细观地分析了混凝土损伤的基本特性。分析了水压下的混凝土渗透行为特性,并针对渗透对混凝土结构的破坏机理进行阐述。剖析混凝土渗流与混凝土损伤之间的耦合机理,建立了渗流-损伤耦合模型。     

测试仪钢丝绳减振器缠绕直径的传递比仿真分析

为减小履带式车辆动态测试仪在车辆行驶中所受到的振动,采用仿真方法研究钢丝绳减振器的缠绕直径对减振系统传递比的影响特性。通过分析履带式车辆行驶过程中的振动特点,选用缠绕直径不同的钢丝绳减振器分别构建减振系统,在Pro/E中建立各减振系统的等效实体模型,然后导入有限元软件ANSYS中进行模态分析。经模态分析获得各减振系统前4阶模态对应的固有频率,计算得到各减振系统的传递比。结果表明在现有定型产品中,上下夹板尺寸以及缠绕圈数固定的钢丝绳减振器,缠绕直径越大减振效果越弱,对工程中测试仪减振设计有一定参考价值。     

2D-C/SiC复合材料偏轴拉伸力学行为研究

通过对2D-C/SiC复合材料试件进行不同偏轴角度的拉伸实验,研究了偏轴角度对材料拉伸力学特性的影响。通过应变片分别测得了材料加载方向和纤维束方向上的应力-应变行为,对比分析了偏轴角度对上述应力-应变行为的影响;并结合试件断口扫描电镜照片,阐释了纤维束方向上拉伸和剪切损伤间的相互耦合效应。实验结果表明,材料的拉伸模量和强度随偏轴角度的增大出现明显下降;材料纤维束方向上的拉伸损伤和剪切损伤具有显著的相互促进作用。最后,以材料0°拉伸和45°拉伸实验数据为基础,建立了材料的偏轴拉伸应力-应变行为预测模型,模型预测结果与实验结果吻合较好。     

自然激励技术在时延相关白噪声激励系统中的应用

工况模态分析(operational modal analysis,OMA)是一种只基于输出数据进行系统模态参数辨识的技术。由于系统所受激励未知,通常假设其为互不相关的白噪声。自然激励技术(natural excitation technique,NExT)正是一种基于该假设的从响应数据中提取自由衰减信号的高效方法。然而对于真实工况,系统所受激励之间互不相关的假设过于严格,例如行驶的车辆等所受激励为时间延迟相关的白噪声。针对这类情况,基于复模态系统讨论NExT理论的适用性。结果表明,NExT是否适用取决于从相关函数中截取的用来进行OMA分析的数据段的位置,当数据段位于Tε区间内,NExT是适用的。在ε已知的情况下,可以基于NExT对系统进行工况模态分析。最后通过仿真进一步验证该结论。     

环境激励下Karhunen-Loève变换与模态分解间的关系

Karhunen-Loève(KL)变换作为一种基于相关函数的最佳变换,在振动分析领域已经受到广泛关注。然而,该方法还缺乏清晰完整的模态解释。在空间几何上,振动分析中模态分解是振动响应信号在由振型构成的基底上的展开,KL变换是信号在由一组正交KL特征向量构成的空间中的投影过程。对环境激励下响应的KL变换与模态分解进行类比,探讨两者间的关系。结果表明:KL特征向量收敛于质量信息加权后的振型;KL特征值表征各阶模态的能量参与度;KL变换系数收敛于模态坐标。最后,通过仿真计算验证分析结论的正确性。     

水下开口腔体流激振动实验与仿真研究

采用实验与数值计算相结合的方法,研究流体流经开口腔时在开口处的压力脉动规律,以及开口腔在压力脉动作用下的振动特性。研究的内容主要有:通过实验和有限元/边界元方法获得开口腔模型在空气中和水中的模态振型以及频率;在开口腔的孔口后缘10毫米处布置一个压力传感器来测量流速对涡脱落频率的影响,通过开闭孔口的方式确认涡脱落的频率分量;使用大涡模拟计算得到不同流速条件下压力传感器对应位置的压力脉动规律,并与实验结果进行比较验证;在开口腔体侧面布置一个加速度传感器来测量不同流速条件下腔体结构振动情况;以CFD计算得到的压力脉动为输入,使用有限元/边界元方法计算得到加速度传感器对应位置处的加速度值,并与实验结果进行对比分析。