结构试验动载实验平台的开发与实践

针对结构试验动载实验教学改革的难点提出了钢框架多功能动载教学实验平台。从结构试验动载实验教学的现状出发,借鉴国内各高校的成功经验,结合结构实验的课程特点和改革难点,从实验装置的研制、实验教学组织等方面介绍了平台的实施过程。从教学效果来看,该项试验研究使教学资源得到了优化配置,提高了教学效率,开阔了学生的学术视野。     

桥梁检测中结构性能的评价研究

由于我国的桥梁已从建设期转到了建设和维修并重期,许多桥梁需要进行维修和加固。对桥梁的静载试验和动载试验以及动载桥梁结构评估方法进行了描述,并介绍了基于人工神经网络的评估方法。     

渐开线圆柱齿轮修形量的可靠性计算

在渐开线圆柱齿轮传动的外载荷和齿轮精度一定的条件下，通过给定动载系数ＫＶ值，用可靠性方法确定齿轮的修形量，可达到基本控制齿轮传动的冲击动载，改善齿轮传动动态性能的目的。另外附有实例计算可供参考。     

面齿轮传动系统参数激励振动特性分析

为研究各参数对面齿轮传动系统动态特性的影响,建立了包含齿侧间隙、传动误差、时变啮合刚度、阻尼、支承和外激励等参数的系统弯扭耦合非线性动力学模型,结合非线性动力学数值分析理论求解并得到了系统在不同参数下的分岔特性。计算结果表明,增加齿侧间隙、时变啮合刚度和传动误差会导致系统动载荷明显增大,而增加啮合阻尼则能有效降低系统的动载荷。     

基于动载荷谱的齿轮弯曲疲劳寿命预测

为了探讨齿轮弯曲疲劳寿命计算问题,将齿轮疲劳总寿命分为两个阶段,即疲劳裂纹萌生寿命和裂纹扩展寿命.通过ADAMS软件仿真实验齿轮的工作情况,使其接近真实状况,得到齿轮载荷谱.根据齿轮载荷谱,利用有限元ANSYS软件分析在齿轮齿根危险截面处的最大应力.采用断裂力学、雨流法和Miner疲劳损伤累积模型,对考虑动载荷情况下的齿轮弯曲疲劳寿命进行预测,推导了齿根裂纹萌生期和扩展期的疲劳寿命计算公式.在高频疲劳试验机上对算例齿轮进行了双齿脉动加载齿根弯曲疲劳寿命实验研究,理论计算结果与实验结果基本吻合,验证了本文理论分析的正确性.     

沥青路面结构早期破坏的动力特性分析

为了研究沥青路面结构早期破坏问题,采用三维有限元模型模拟沥青路面结构在动载作用下的响应情况,分析了弯沉、应力的变化规律.结果表明:在动载作用下,轮载中心处的弯沉和应力均较静载作用时小,但弯沉值的变化具有显著的波动性,轮载中心以外的其他任何点的弯沉值均可能出现大于静载作用时的弯沉;结构层表面拉应力和压应力交错出现,上面层的轮载边缘附近所产生的拉应力数值相对静载明显增大,沥青表面极易产生拉裂破坏, 与规范所规定的拉应力验算点有一定差异.建议在拉应力验算时,增加车轮边缘附近验算点,以保证路面结构表面不产生开裂破坏.     

刚架拱桥荷载试验与分析

桥梁检测是保证桥梁安全运营的重要手段,对姜眉公路某刚架桥进行了静动力荷载试验,并结合有限元模型的理论计算,对该桥主梁应力与挠度等静力特性、动力特性进行了对比分析,探讨了多片刚架拱片的荷载横向分布系数。结果表明：实测挠度及应变值吻合良好,横向联结较强,拱片纵向整体性能好;动载试验实测的主梁一阶频率为3.0518Hz,高于理论分析值1.578Hz;实测汽车冲击系数为1.1323,小于《桥规》计算值1.2631,说明桥面铺装平整,满足要求。     

某箱形连续梁桥静动载试验与分析

在桥梁检测项目中,静载试验能够了解桥梁实际工作状态和承载能力,提供直接可靠的应力应变数据。动载试验能够测得桥梁的刚度和整体性。通过对某钢筋混凝土箱型连续梁桥进行动静载试验,对应变、挠度和频率进行分析,并对实验结果和有限元计算结果进行对比分析,实验结果为该桥提供了准确的技术状况评定,从而为该桥梁的正常运营及加固改造维修提供了可靠的试验数据支持。     

车辆动载作用下地下通道基坑稳定性研究

隆祥街地下通道位于武汉市汉阳区龙阳大道与隆祥街的交汇处,地标建筑物多且近,路面交通十分繁忙,地下通道基坑在开挖时会产生基坑坑壁的水平位移和竖直沉降,造成基坑失稳,而路面车辆动载是造成基坑坑壁失稳的重要因素之一。根据数值分析相关理论,建立地下通道基坑模型,采用FLAC3D有限差分法软件对开挖进行数值模拟,对坑壁监测点的数值计算结果与实际监测结果进行对比,判断车辆动载数值模拟函数是否可行,以及基坑在车辆动载作用下的稳定性情况。在半波正弦数值模拟函数的作用下,坑壁监测点的数值计算结果与实际监测结果在误差允许范围内,故采用半波正弦函数对车辆动载进行数值模拟的方案是可行的,而且基坑是稳定的。     

某大跨中承式钢箱提篮拱桥荷载试验

新河大桥是一座新建的大跨度中承式钢箱提篮拱桥(主跨196 m)。为准确掌握该桥在服役荷载作用下的力学性能,验证桥梁结构是否达到设计预期,对该桥进行了成桥荷载试验。其中,静载试验选取了11个控制截面,实测了应变、吊杆索力、挠度、拱座水平位移多个力学参数;动载试验测试了结构自振频率以及跑车、跳车、刹车激励作用下结构的动力响应。结果表明：静载试验结构校验系数和相对残余均满足规范要求,吊杆索力和拱座水平位移有较大富余;动载试验实测自振频率高于计算频率,实测阻尼比小于5%,实测冲击增大系数为1.176～1.371。结构各项性能达到设计预期。