FRP筋拉挤成型工艺过程的光纤光栅监测与结果分析

FRP材料的力学性能受到成型加工参数的影响,而利用传统的方法不能对这些参数进行准确的测量.本文基于光栅对拉挤工艺生产FRP筋的过程中的固化温度和由于树脂固化过程中的化学收缩造成的残余应变进行监测,并采用双光栅法实现温度与应变的双参量同时监测.结果表明利用光栅测量的温度较设备设定温度低10℃左右;光栅在模具中所受到的应变随进入模具的长度增加而增加,在温度达到最高的固化温度处应变开始减小,表明了在此位置树脂开始固化;固化后的FRP筋的应变与温度变化呈线性关系,利用光栅测量FRP筋热膨胀系数为5.19×10-6/℃;同时在室温下,受拉状态下的残余应变为-50με左右,这为该材料的残余应力分析提供了依据.利用光栅可以定量测量FRP挤拉成型工艺过程中的固化温度,树脂在模具中的固化状态以及FRP制品中的内部残余应变.     

结构地震损伤后的抗震能力评估与试验

根据参数识别方法，通过模型的地震模拟振动台试验，研究了钢筋混凝土结构地震损伤后的抗震能力评定问题，提出了基于参数识别方法的损伤结构层间刚度及剩余强度计算方法；根据损伤力学理论建立损伤结构层间恢复力模型；提出损伤结构抗震能力估计方法。并通过模型振动台的主余震试验验该方法的可行性，为损伤结构的抗震能力估计及损伤结构的修复和加固提供理论依据。     

多自由度电流变阻尼隔震结构的数值分析

采用电流变智能隔震装置对多自由度结构进行了基础隔震控制.给出了电流变智能隔震装置的基本构造,提出了隔震装置的恢复力模型.根据摩擦结构运动机理,分析了隔震结构的动力特性,给出了隔震结构各阶段的运动方程及其判别准则,编制了结构非线性动力分析程序.对多自由度隔震结构进行了动力时程分析,分别采用3种恢复力模型的隔震装置对结构进行控制.结果表明,采用电流变智能隔震装置对结构进行控制可以有效地限制隔震层的位移.此外,拟限位型隔震装置还可以有效降低结构加速度,拟摩擦装置对结构加速度有所增加.     

钢筋混凝土结构裂缝损伤状态模型建模方法与分析

提出了一种钢筋混凝土(RC)结构裂缝损伤状态模型的有限元建模方法.基于弥散裂缝数值模型,采用ANSYS中APDL实体建模技术,通过调控单元应力应变关系矩阵来模拟裂缝开裂后的力学行为,建立钢筋混凝土结构在含有稳定裂缝损伤情况下的状态模型.作为数值算例,分析了钢筋混凝土简支梁在不同开裂状态、不同开裂位置和多种阻尼工况下的静动力特性.结果表明,混凝土首次开裂对结构静动力特性影响最大,已有裂缝的张开闭合对结构的影响较小.简支梁的不利开裂位置集中在荷载响应较大的支座和跨中附近,以支座处最为不利.阻尼削弱钢筋混凝土梁的动态响应,对结构影响机理复杂,非线性明显.上述分析验证了该裂缝损伤状态模型建模方法的合理性和有效性.     

非线性损伤谱特征研究

提出了基于Park和Ang损伤模型的弹塑性反应谱(损伤反应谱,简称"RD谱")的研究方法.考虑结构极限状态设计,并通过自编DBRS程序,研究得到了RD谱族;RD谱综合考虑了结构最大弹塑性位移和结构累积滞回耗能的耦合影响,更加合理地反映结构在罕遇地震作用下的弹塑性行为.研究发现RD谱与已有Rμ谱具有类似的特征.通过大量时程分析和拟合得到其回归公式及其相关系数.此外,提倡的RD谱和Rμ谱的定性比较分析,所得结果相对于其它研究结果中是最小的,主要由于两个方面的原因:一是RD谱考虑结构极限状态的情况,二是考虑地震动持时的作用,表明结构抗震设计或评估应当考虑地震动的持时因素.     

火灾下钢筋混凝土柱非线性有限元分析

采用合理的钢材和混凝土的热-力耦合本构模型,针对火灾下钢筋混凝土截面可能出现卸载和反向再加载情形,提出高温下混凝土单轴应力-应变滞回关系。根据火灾下U.L列式虚功增量方程和分层非线性梁单元方法,建立火灾下钢筋混凝土柱非线性有限元分析理论并编制相应的全过程分析程序NARCLF。对典型火灾下钢筋混凝土柱的试验资料进行双重非线性有限元分析。研究结果表明：采用材料应力一应变滞回关系的有限元分析方法的计算结果与实验结果较吻合,证明采用该方法可合理反映火灾下钢筋混凝土柱的变形特性和耐火性能。     

高强混凝土材料性能统计参数的推断

在《建筑结构设计统一标准》GBJ68-84对普通混凝土材料性能参数统计的基础上,从统计意义上推断出了C50～C80级高强混凝土的材料性能统计参数.C50、C60、C70、C80的材料性能不定性均值分别为1.33、1.29、1.26、1.23,材料性能不定性变异系数分别为0.14、0.12、0.10、0.09.根据材料性能统计参数推断结果分析了这种方法的合理性和优越性.图3,表7,参10.     

方柱非定常绕流与涡激振动的数值模拟

为了研究二维刚体方柱的涡激振动和非定常绕流,利用计算流体力学软件Fluent6.0,引入雷诺应力模型求解不可压粘性流体Navier-Stokes方程,将Newmark-β方法的代码嵌入用户自定义函数(UDF)同软件连接来求解方柱的动力响应.用分块的方法建立初始网格,方柱和流场的耦合作用通过Fluent的动网格技术来实现,进行雷诺数从7000到42000范围内的模拟.得到静止方柱的升阻力系数和涡脱频率,其中雷诺数为22000结果与试验一致;同时得到方柱振动的位移和速度时程,以及"频率锁定"、"拍"和锁定段的位移"失谐"现象.     

拱桥吊杆荷载效应光纤光栅监测与安全评定

以四川峨边大渡河下承式钢管混凝土系杆拱桥为背景,针对吊杆健康监测与安全评定问题,详细介绍了该桥吊杆车辆荷载效应光纤光栅监测系统的组成,基于监测结果的车辆荷载效应分析的理论与过程,以及吊杆安全评定准则和该系统试运行状况及其监测结果.试运行结果表明,该系统可以有效地监测车辆荷载效应,依据其监测结果统计得到的车辆荷载效应及安全评定结果更贴近实际.     

海洋平台振动采集的超低频无线传感器设计

海洋平台结构体积庞大、构造复杂、造价昂贵,所处的服役环境恶劣,对海洋平台振动响应进行快速检测、分析、诊断和维护,已成为平台安全运营的必要措施和手段.本文结合无线传感器网络和数据挖掘技术,进行了平台快速检测超低频无线传感器的设计:首先,分析了平台振动测试超低频、快速性的要求;其次,采用模块化方法,完成了超低频传感器机理分析、微处理系统、无线系统、电源管理系统的设计,并集成为无线加速度传感器节点;最后,分析了节点软件功能,采用数据挖掘分类和预测方法来加以实现.所设计无线加速度传感器节点,具有超低频、高分辨率的特性,能够满足海洋平台结构振动响应数据的精确和快速测量与诊断需求,具有很好的应用前景.