碳纤维连续抽油杆夹持技术

碳纤维连续抽油杆(简称碳纤维杆)具有质量轻、抗拉强度高和抗腐蚀性强等优点,用于深井、超深井和腐蚀性油井可大大降低能耗、提高采油效率,但是由于碳纤维杆的抗剪能力差、表面摩擦因数低,已有的碳纤维杆夹持系统提升力不足、伤杆断杆等问题突出,大大影响了碳纤维杆技术的推广应用。为了解决碳纤维杆的夹持难题,开展了碳纤维杆的基础性能评价、夹持摩擦副材料开发、表面结构及介质影响配套夹持系统试验等方面的研究工作。通过试验对比研究,优选了碳纤维杆的夹持摩擦副材料和夹持表面结构形式,提高了对碳纤维杆夹持的提升力和可靠性;结合碳纤维杆作业机注入头夹持系统非对称运动的特性,优化了夹持块的结构,并对夹持块切入角部位采用软合金材料,解决了碳纤维杆夹持时存在的错位夹持块弯折咬杆和注入头运转时的切入角磕碰伤杆问题。配套作业机注入头形成的碳纤维杆无损伤夹持技术,为碳纤维杆技术在油田的推广应用奠定了基础。     

基于蜻蜓翅脉结构的连续碳纤维增强树脂基复合材料仿生设计与增材制造

以具有轻质高强优异性能的蜻蜓翅脉结构为设计灵感，在分析翅脉网格结构抗冲击原理的基础上，设计了传统和仿生两类对比结构。采用熔融挤出3D打印机成功制备了具有不同结构的连续碳纤维增强聚乳酸复合材料试样，并对不同结构复合材料试样的拉伸性能和抗冲击性能进行了测试和对比分析。研究分析结果表明：由于拉伸力方向上的连续碳纤维含量相对较少，限制了仿生结构复合材料抗拉强度的提高，但仿生结构的平均抗拉强度为传统结构的1.18倍；当仿生结构复合材料试样受到冲击力时，其内部六边形结构的连接角度会发生变化，从而极大消耗冲击能量，同时具有六边形网格结构的连续碳纤维可以有效阻碍裂纹的扩展，因此仿生结构的平均冲击韧性可以达到传统结构的2.46倍；仿生蜻蜓翅脉结构可以显著提高增材制造复合材料的综合力学性能，且对于抗冲击性能的提高具体突出效果。连续碳纤维增强树脂基复合材料的有效可行的仿生蜻蜓翅脉结构设计和增材制造，可极大扩展其在高冲击载荷领域中的相应应用。     

碳纤维喷射混凝土硫酸盐冻损伤分析

为了研究碳纤维混凝土硫酸盐冻侵蚀损伤，以川藏铁路喷射纤维混凝土工程环境为依托进行室内盐冻试验，盐冻最低、最高温度设置为(-37.12、17℃)，(-32.12、12℃)，(-25.12、5℃)，(-20.12、0℃)，硫酸盐质量分数分别为5%、7.5%、10%，纤维体积分数分别为0、0.10%、0.20%、0.24%、0.30%。通过宏观强度试验结果和微观分析可知，随着硫酸盐浓度的增加，碳纤维混凝土损伤越严重。与普通混凝土相比，碳纤维混凝土能够有效阻止开裂，其中0.3%的体积分数为最佳掺量。通过微观分析，揭示碳纤维在混凝土结构内起到类似梁的作用机制，并据此建立损伤模型。     

组合钢板梁桥全宽预应力桥面板预制施工关键技术

结合安徽省北沿江高速公路巢无段组合钢板梁桥工程实例,针对首次采用的全宽预应力桥面板预制施工时钢筋定位精度高、桥面板结构尺寸大、板厚小、吊装易开裂、平整度要求高等施工难点,介绍了全宽预应力桥面板模板、钢筋、混凝土、预应力钢绞线及吊运施工技术。     

康复器械用碳纤维织物的压缩成型特性研究

研究了织物编织方式和定型剂含量对康复器械用有机织物和针织织物在压缩阶段的织物初始厚度和压缩时间、松弛节点的应力松弛率和回弹阶段的变形占比的影响。结果表明,在未添加定型剂前,CC-2T200、CC-P450、C-LT420和C-LPFK380的纹路形式分别为斜纹、平纹、双轴经编和四轴经编;随着定型剂含量(质量分数)从0增加至12%时,4种添加定型剂的碳纤维预定型织物的压缩时间都逐渐变长,且C-LT420-X和C-LPFK380-X的压缩时间相较于CC-2T200-X、CC-P450-X更长;随着定型剂含量增加,4种添加定型剂的碳纤维预定型织物的松弛率都不断增大,且在定型剂含量为8%和12%时,C-LT420-X的松弛率最小,而当定型剂含量为0和4%时,CC-2T200-X的松弛率最小;定型剂含量为4%时可以获得较高定型能力同时又可节省定型剂用量的效果。     

高铁施工中预应力混凝土连续梁质量控制

近年来,高速铁路发展迅速,为了应对不同的施工环境、提高其应用度,高铁的桥梁结构和具体施工技术也应不断更新,以提高施工质量和运行效果。鉴于此,笔者即在分析连续桥梁施工的的控制任务与内容的基础上,理论联系实际,就高铁施工中预应力混凝土连续梁的质量控制展开探讨,希望可以对实际工程施工提供支持和参考。     

考虑液柱静压力的大型蓄热水罐屈曲分析

大型蓄热水罐在充放热过程中可能出现负压工况,进而有发生屈曲失效的风险。对某大型蓄热水罐进行了基于预应力的特征值屈曲分析,计算了不同液柱高度下罐体的临界屈曲载荷,并对比了液柱静压力对临界屈曲载荷的影响。结果表明,考虑液柱静压力后,罐体临界屈曲载荷略有提高,提高幅度在4.07%以内。     

卡拉奇核电站“华龙一号”预应力摩擦试验

预应力摩擦试验通过选取具有代表性的预应力钢束,按照钢绞线极限强度f_(ptk)的10%为增量逐级张拉至控制应力(即0.8f_(ptk)),记录每一级钢绞线张拉强度的张拉力和伸长值,分析、计算张拉应力与伸长值之间的变化关系,推算出孔道与钢束之间的摩擦损失。利用试验结果与设计的理论值进行比较,为设计提供准确的数据参考,最终确定钢束的摩擦系数,保证核岛预应力系统满足设计功能和工程质量。