不同温度下钢-改性聚氨酯混凝土界面黏结滑移性能试验研究

在钢桥运营过程中,铺装层与桥面板的黏结层常会因车辆碾压、温度等因素的影响而出现脱黏现象。近年来,国内出现一种新型改性聚氨酯混凝土,具有较好的工程适用性,已用于多座钢桥梁铺装工程。为研究该混凝土与钢桥面板的界面黏结性能,设计并制作该改性聚氨酯混凝土与Q345钢的层间复合试件。考虑温度的影响,分别在-10、15、40和60℃下进行斜剪试验。基于数字图像处理技术(DIC)采集试件界面的滑移量和应变,分析试件在不同温度下的破坏形态、界面黏结性能及界面应变分布规律。基于试验结果,建立钢-改性聚氨酯混凝土界面剪切强度、刚度与温度的关系式。研究结果表明：温度对试件界面黏结性能的影响显著,试件的界面剪切强度和刚度随温度升高而降低,而其界面极限滑移量与温度无明显关系,界面应变的绝对值均沿胶层方向从试件混凝土层的加载端到未加载端逐渐减小;随着温度升高,试件由脆性破坏向塑性破坏过渡;据所建立的钢-改性聚氨酯混凝土界面剪切强度、刚度与温度的关系式所得剪切强度、刚度计算结果与试验结果较吻合,可为聚氨酯类混凝土钢桥面铺装工程应用提供参考。     

多尺度有限元建模与分析的部分混合单元法

提出一种用于结构多尺度有限元建模与分析的部分混合单元法,实现整体宏观模型与局部精细化模型边界条件的直接传递.将宏观模型的一部分附加建立到精细化模型的周边,该部分单元外侧边界节点的相对坐标与宏观模型一致,从而根据节点坐标对应施加整体分析获得的节点力或节点位移;该部分单元内侧边界的低维度单元与精细化模型的高维度单元之间采用多点约束或基于面约束的线-面接触单元连接,以保证不同尺度模型在界面的变形协调.通过组合梁算例分析表明:部分混合单元法的位移计算结果与目标解精确符合,应变计算结果在断面中心处误差为0.3%~4.4%,在断面侧边缘局部小范围最大误差约7.9%,该方法相对于整个结构的多尺度混合单元模型,在保证计算精度的同时,大大减轻了建模工作量和计算成本.     

基于IPSO—BP神经网络的结构损伤识别

为了准确评估结构健康状况．将改进的粒子群算法与BP算法有机结合来训练人工神经网络,并用于结构损伤识别．以国际结构控制协会与美国土木工程学会（IASC-ASCE）提出的健康监测第二阶段Benchmark模型结构为例．对4种不同损伤模式进行了损伤定位．研究结果表明,在模型误差、测量噪声等因素的影响下,该方法能够取得令人满意的损伤识别结果．     

一种在ANSYS中模拟磁流变液的方法

磁流变液在零场时,符合牛顿流体的力学特征,在ANSYS中可用流体单元FLUID142模拟.而处于磁场作用下的磁流变液还呈现出一定的类固体特征,在ANSYS中尚无完全合适的单元进行模拟.本文提出一种在ANSYS中模拟磁流变液在屈服前阶段力学行为的方法,即重合单元法,主要思想是采用重合的两种单元分别模拟磁流变液的流体特性和...     

桥梁钢 混结合段试验模型加载多目标优化

混合式叠合梁斜拉桥钢-混结合段的受力分析,通常采用有限元分析与试验相结合的方法.模型试验的加载方式与加载力,需要通过模型设计,并保证其与实桥受力状态一致来确定.以红水河大桥为例,建立了实桥结合段有限元模型并对其加载,提取其中关键截面内力,换算得到对应缩尺模型位置的内力;选取钢-混结合面处的内力作为目标值,加载位置与荷载作为优化变量,其他各截面内力作为约束条件,建立新的数学模型;结合遗传算法对该数学模型进行优化,获得了最优的加载方案.     

基于神经网络的加速度时程积分方法

加速度的二重积分是位移,因此利用加速度传感器可以测量位移,但加速度信号积分中存在零点校正和边界条件确定的问题.为了准确地将加速度时程积分成对应时刻的位移,提出了一种利用非线性映射能力很强的BP神经网络建立加速度时程与位移时程之间的关系.通过对样本的学习,BP神经网络将这种非线性映射关系以分布并行的方式存储在网络的联结权矩阵中,从而对样本集进行非逻辑归纳.数值仿真结果和实测结果表明,该方法抗噪声污染能力强,收敛速度快,识别精度较高.     

磁流变液矩形夹层板动力特性有限元模拟方法的研究

对于简单的磁流变液夹层结构可以通过理论推导等方法得到结构的固有频率和损耗因子,但是对于大型的复杂磁流变夹层结构难以处理,而实验研究受实验条件影响很大,能够在实验中实现的荷载状态也很有限,因此利用现有大型有限元分析软件进行模拟计算是很有必要的.本文先提出了四边简支条件下磁流变液矩形夹层板结构固有频率与损耗因子的理论计算方法,其次基于ANSYS提出几种模拟磁流变液夹层板动力特性的方法,并与理论解进行对比,从而获得模拟最佳的单元组合模型.     

基于边界变化的索结构自振频率测试机理

频率法是现场测试桥梁索力最常用的方法之一,但在测量“短索结构”时无法获得稳定的自振频率,导致索力测试值与真实值存在严重偏差。为探索“短索结构”自振频率测试机理,引入长细比λ,推导索结构在不同边界条件下自振频率与长细比的函数关系,提出一种通过长细比判断“短索结构”的方法。为验证长细比判据的有效性,采用通用有限元软件对不同直径的索结构进行仿真分析。采用提出的“短索结构”判定方法,对舟山新城大桥吊索HL1和HL2进行分析,从理论上解释2组吊索在实测中无法获得稳定自振频率的原因,验证长细比判据的工程适用性。研究结果表明：“短索结构”的边界条件受扰动发生的随机变化是频率法无法测得稳定自振频率的主要原因;采用通用有限元软件对不同直径的索结构进行仿真分析,得到的索结构自振频率和频率比的仿真计算结果验证了长细比判据的工程适用性。