连通管液压动态特性试验研究

连通管桥梁位移监测系统中,液体作为系统位移测量的传感元件,其动态特性研究的滞后一直制约着其在动态测量的应用.文章通过模型试验模拟实际桥梁的振动,测量连通管内液体的压强变化,研究连通管内液体压强与其振动状态的关系.研究结果显示:连通管压强不仅与结构位移有关,还与结构振动加速度及连通管纵向布置倾角有关;结构振动加速度、连通管倾角与管内压强变化存在正相关关系.     

测点处倾角对液位连通管式竖向位移测量的影响

结构竖向位移测点处发生竖向变形时将引起测点处倾角的变化,导致既有开放连通管式竖向位移测量结果准确性和系统抗干扰能力的改变。通过理论分析,研究了倾角对开放连通管式竖向位移测量准确度的影响,对比分析了倾角对系统抗干扰能力的影响,推导了最优抗干扰能力时水平段管道内径与管长的关系。结果表明:(1)测点处倾角引起测量准确度下降;(2)考虑测点处管路倾角、液体阻尼的单连通"U"型管内液体振荡形式为二阶非线性微分方程;(3)随着倾角的增加,管内液体振荡周期变长、振幅减小;(4)随着水平段连通管截面积的增大,管内液体振荡周期缩短、振幅增大,振荡时长增加;(5)工程实例表明,在管内径小于最优管内径时的测量结果具有显著的削峰效应。     

TBM空间管道动态特性分析

针对硬岩掘进机(TBM)工作过程中产生的强振动会改变空间管道动态特性的问题,基于流固耦合理论和有限元方法建立基础振动下空间管道的双向流固耦合仿真模型,并通过实验验证仿真模型的正确性。对有无基础振动下空间管道的动态特性进行对比分析;研究不同振动参数和结构参数对空间管道动态特性的影响规律。研究结果表明:随着基础振动频率增大,管道最大应力和出口压力波动幅值先增大后减小;随着基础振动幅值增大,管道最大应力和出口压力波动幅值均增大;随着管道曲率半径和中间直管长度增大,管道最大应力逐渐增大;随着管道内径增大,管道最大应力逐渐减小。     

基于InSAR的南京大胜关大桥纵向位移监测与分析

为解决传统桥梁位移监测方法传感器数量有限、监测信息不全面以及监测成本高等问题,以京沪高铁南京大胜关大桥为对象,研究了基于合成孔径雷达干涉(In SAR)的大跨桥梁结构纵向位移监测方法.利用欧空局Sentinel-1A卫星IW模式影像,建立了适用于大跨桥梁纵向位移监测的In SAR时间序列分析方法,得到了全桥1 723个相干目标的纵向位移信息.分析结果表明,大桥纵向位移主要由热膨胀引起,采用In SAR技术可以准确识别全桥纵向位移,且支座处纵向位移与结构温度的相关性模型与该桥支座位移传感器建模结果吻合.     

舶舶撞击荷载作用下桥梁桩基复合体系动力损伤特性分析

基于混凝土塑性动力损伤理论,利用ABAQUS三维非线性动力有限元法,对船舶撞击荷载作用下,桥梁桩基复合承载体系动力响应及损伤特性进行分析研究.研究表明:船桥撞击力随撞击速度增大呈线性增长,撞击角度对撞击力显著影响,撞击角度越大,撞击力峰值显著降低.桩身位移与弯矩值均随船舶撞击速度的增大而增大,桩身最大位移和最大弯矩值并...     

基于InSAR技术的大跨桥梁温度变形监测研究

以国内某高速铁路钢拱桥为研究对象,选取2017—2018年期间59幅C波段Sentinel-1号雷达卫星影像,利用PS-InSAR技术处理影像获得桥梁的视线向（Line of Sight,LOS）位移,根据SAR成像空间几何关系解算出支座的纵向位移. 研究结果表明：支座纵向位移的时空特性与实际桥梁结构相符合,验证了PS-InSAR技术观测桥梁结构位移的可行性. 建立支座纵向位移与温度的线性相关模型,并与结构健康监测系统的实测结果进行对比. 两者吻合良好,相对误差控制在10%以内,验证了PS-InSAR测量桥梁结构位移的可靠性. 利用有限元模拟温度作用下桥梁支座的位移变化,并与PS-InSAR位移时间序列进行对比. 两者趋势基本一致,LOS向位移误差在［-10,10］ mm,验证了PS-InSAR测量桥梁结构位移的准确性.     

基于桥梁试验的结构承载能力评估研究

文章结合花溪路连续箱梁桥检测项目,对该桥梁进行了荷载试验研究.文中先根据规范设置试验载荷工况,布置应变和位移测量点,同时通过MIDAS有限元软件分析得到桥梁的理论数据.在静载试验中,经过荷载试验得出静应变、静位移等数据,由此推断出桥梁结构在静载作用下的工作状态与承载能力;在动载试验中收集了桥梁动载下的动态响应信号,通过...     

随机振动下电磁换向阀的动态特性研究

针对硬岩掘进机在掘进过程中产生的随机振动对电磁换向阀的影响,建立了阀在换向以及中位工况下的数学模型,绘制阀芯在换向与处于中位时阀芯位移的功率谱密度图像,结合试验仿真分析了随机振动参数与阀体结构参数对换向阀动态特性的影响规律.研究表明:换向过程中,随着白噪声方差增大,阀芯位移超调量基本不变,稳态下阀芯位移波动幅值呈波动性增加;随着白噪声均值增大,阀芯位移超调量在51%~55%范围内波动,但稳态下阀芯位移波动幅值基本不变;通过减小阀芯质量,增大弹簧刚度与黏性阻尼系数,可以改善阀芯在随机振动下的动态特性;阀芯处于中位时,随着方差与均值的增大,其位移波动更剧烈.     

GaN相变及热力学性质的理论研究

利用基于密度泛函理论的第一原理方法研究了GaN的纤锌矿、闪锌矿、氯化钠三种结构的结构性质以及高压下GaN的相变.利用焓相等原理得出GaN从闪锌矿结构到氯化钠结构的相变压强约为41.9GPa,与实验值和他人理论计算值相符合.通过准谐德拜模型得到了GaN的闪锌矿和氯化钠两种结构不同温度下热膨胀系数与压强的关系,不同温度下体积与压强的关系以及不同压强下热容与温度的关系.     

基于第一性原理计算压强对CaO电子结构和光学性质的影响

为了探究压强对CaO晶体电子结构和光学性质的影响,采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势理论方法对晶体进行了理论计算与分析.优化后所得晶格常数与实验值基本一致.研究结果表明:该晶体属于直接带隙绝缘体,带隙值为4.239 eV,价带顶主要由O-p轨道贡献,导带底由Ca-d轨道贡献.随着压强的增加,介电函数实部和折射率峰值减小,并发生红移,介电函数虚部峰值变大,并发生蓝移,而反射率、吸收系数和能量损失函数的峰值均增大.因此,改变压强可以有效改变CaO的电子结构和光学性质.     

高压下黄铜矿CuInS2的电子结构、弹性参数、热学和电学性质的第一性研究

采用第一性原理方法,研究了高压下黄铜矿半导体CuInS2的电子结构、弹性参数、热学和电学性质.研究结果表明CuInS2是直接能隙半导体,其能隙值随着压强的增大而增大,能隙随压强变化的一阶系数值为54.31 meV/GPa;其弹性参数满足高压下的机械稳定性的条件,并且材料的韧性随着压强的增加而增强. 基于弹性参数计算了体系的德拜温度和最小热导率,德拜温度随着压强的增大而逐渐减小,而最小热导率随着压强的增加而增大. 通过对塞贝克系数和功率因子比弛豫时间的研究,发现增加压强和调节载流子的浓度可以改善CuInS2的电学性能.     

高压下3C SiC的电子结构、弹性与热力学性质

运用密度泛函理论的超软赝势平面波方法对3C SiC晶体结构进行了几何优化,得到与实验值相符的晶格参数,在压强为0～100GPa范围内对3C SiC的电子结构与弹性进行了计算,结果表明晶体结构是稳定的,且带隙随着压强的增大而减小。然后利用准谐德拜模型研究了3C SiC在温度为0～2100K、压强为0～100GPa范围内的热力学性质,结果表明其等容热容、热膨胀系数及熵函数都随温度的升高而增大,随压强的增大而减小,而德拜温度随温度的升高而减小,随压强的增大而增大。     

基于近景摄影测量的建筑物结构动态位移监测系统

针对建筑物结构动态位移监测的难点,给出一种基于近景摄影测量的建筑物结构动态位移监测方法.利用二维直接线性变换算法进行图像标定,计算出像平面坐标和物平面坐标之间的转换参数,从而对连续序列图像中的目标坐标进行求解.实验结果表明,物平面坐标解算值与物平面坐标之间的绝对误差在1 mm左右,特别适用于建筑物需要对其应力状况、振动响应等情况进行监测的场合.     

某核电站高能管道甩击特性及参数影响分析

以某典型核电站主蒸汽管道-防甩件系统为研究对象,采用有限元法分析管道发生假想破口后的甩击特性。首先建立管道-U型箍防甩件的三维有限元模型,测试材料力学性能参数,根据高能管道假想破口力学模型分析了流体喷射力,基于试验结果验证模型的准确性,然后分析管道的甩击力、位移、甩击速度和系统能量变化规律,最后研究悬臂长度、摩擦系数和初始间隙对管道甩击特性的影响.研究结果表明:管道撞击U型箍后保持稳定的小幅振动,甩击速度急剧增大后迅速下降至零值,甩击力呈150 Hz的周期性波动,喷射力做功转化为管道和U型箍的应变能;管道竖向位移随悬臂长度的增大而增大,甩击力随摩擦系数的增大而增大,甩击力还随初始间隙的增大而增大.     

桥梁的损伤识别

现在很多桥梁都安装了监测系统 ,自动损伤识别是桥梁健康监测系统的核心技术和热点研究问题。文章介绍了几种桥梁损伤的识别方法 ,包括动态法、静态法、有模型法、无模型法、位移法、应变法以及 BP和 RBF神经网络法的比较。目前健康监测系统尚不具备损伤识别能力。如何设计一个高效的用于结构损伤识别的自动损伤识别系统 ,是个值得研究的问题     

收缩徐变对连续梁桥悬臂施工阶段受力的影响研究

混凝土的收缩徐变分析是桥梁结构分析中一个非常重要的问题.在桥梁施工过程中,混凝土的收缩徐变会对应力监测有很大的影响.该文首先利用软件对桥梁进行建模计算,然后通过某混凝土连续梁桥悬臂施工过程中的应力监测,实际测量分析了收缩徐变引起的应变值,并与理论计算值进行了对比分析.     

基于温度与支座位移相关性的斜拉桥损伤预警

为了充分利用桥梁健康监测系统采集的海量数据,健全大跨钢箱梁斜拉桥结构健康评估方法,以辽河特大桥健康监测系统为依托,运用小波分析法对辽河特大桥南北塔为期10个月的支座位移数据进行了滤波与重构.通过大量试验选取神经网络参数,构建了BP神经网络,对重构后的支座位移与环境温度相关性模型进行训练,建立人工神经网络评估模型,并对模型进行检验,检验结果表明:对神经网络预测值与实际值误差取5%的显著性水平作为误差代表值能够有效地反映结构健康状况.     

基于静力位移数据的桥梁结构损伤识别方法

当前桥梁营运状态健康监测越来越受到重视,近十多年来国内外学者一直在寻找能适用于复杂结构的整体探伤评估方法,也使得结构的损伤识别在大跨度桥梁健康监测领域中成为一个研究热点[1]。本文在总结和研究当前国内外桥梁结构损伤识别理论的基础上,提出了一种基于静态位移测量数据结合有限元计算的结构损伤识别方法,与动力损伤指纹法相比,静态方法具有更高的识别精度和可操作性。数值模拟分析证明了该方法的有效性。     

大型桥梁健康监测概念与监测系统设计

大型桥梁健康监测力求对结构整体行为的实时监控和对结构状态的智能化评估.同时,对大跨度桥梁设计理论与力学模型的验证以及对结构和结构环境中未知或不确定性问题的调查与研究也正融入桥梁健康监测的内涵.据此首先简要地总结10多年来桥梁健康监测的研究状况,然后较系统地阐述桥梁结构健康监测的新概念,并从桥梁工程发展的角度探讨大型桥梁监测系统设计的有关问题,以期为监测系统的开发提供借鉴大型桥梁健康监测概念与监测系统设计@张启伟     

基于连通管原理的桥梁挠度自动监测系统

基于连通管原理,采用电感调频液位传感器、RS-485通讯技术、光纤通讯技术和计算机技术,设计了一种桥梁挠度自动监测系统,能够对桥梁挠度进行远程自动监测,且不受人为因数和环境影响.系统于2004年初安装于洞庭湖大桥,工程应用表明系统稳定可靠,挠度测量结果的相对误差小于5%,能有效用于桥梁挠度的长期监测.