应急照明设计及其实际应用

介绍了应急照明的概念及其分类、应急照明的照度、应急照明的转换时间和持续工作时间、应急照明的电源、疏散照明与安全照明的设置以及娱乐场所应急照明的设计等内容。     

碳纤维增强复合材料加固混凝土粘结性能试验

碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer, CFRP)加固混凝土技术在桥梁工程与建筑工程中有大量应用,而直接影响工程结构加固维修的关键因素是其界面粘结性能,因此开展相关试验研究对保障工程安全具有重大意义。以一种基于专门设计的试验装置进行弯曲剪切试验来研究CFRP-混凝土界面的粘结性能。利用数字图像相关(digital image correlation, DIC)法得到的应变场确定碳纤维布的脱粘长度,同时对碳纤维增强材料的性能进行了理论分析,探讨了试验中的力学响应。结果表明：弯剪破坏的原因是弯矩的增大导致界面粘结强度和极限荷载的降低。通过对比弯剪试验和理论应变分布曲线,证明试验的有效性。粘结区在弯曲作用下产生的正应力有一个固定的有效区域,在该区域以外不会产生正应力。因此,在工程应用中,确定碳纤维布板的剥离长度可以减少维护工作,碳纤维布-钢筋混凝土在受弯曲和拉伸的共同作用下,可以在加载端有效应力区域内进行再加固,增加使用寿命。     

颗粒材料平面剪切实验与剪切带相关研究

根据流体动力学中库爱特流流动的特点,设计了一种新型颗粒材料平面剪切实验装置,并采用数字图像相关方法(DIC)分析了颗粒材料剪切带的形成过程。结果表明:1该实验装置结合DIC方法可以观测到剪切带的形成过程;2剪切开始时,颗粒孔隙率发生变化,颗粒重新分布,形成了漩涡状剪应变区域,随着剪切的进行,剪应变逐渐增大,带状、漩涡状应变区域半径逐渐减小乃至消失,最终融合形成了一条连续的贯穿整个颗粒面的曲线带状区域,即为剪切带;3剪切带位置处于整个颗粒面上部1/4处,其分布区域宽度是颗粒最小粒径的9~12倍,最大粒径的3~4倍,剪切带平均厚度为分布区域宽度的1/2;4对比不同压强下的剪切实验结果,可以发现剪切带最终形成位置变化不大,压强对剪切带的形成位置影响较小,而剪切带处的剪应变大小与剪切带形成位置有关,剪切位置越深,剪应变越大。     

输电线路钢管杆在腐蚀影响下的安全性分析

针对腐蚀影响下输电线路钢管杆的性能劣化,采用有限元法对腐蚀作用下的钢管杆承载力变化进行深入研究.通过对钢管杆底部腐蚀和横担腐蚀情况进行分析,得到各构件在腐蚀作用下的力学行为和模态响应.采用材料质量损失率来量化腐蚀程度,并引入材料属性降低来模拟腐蚀效应.研究结果表明,随着腐蚀厚度和长度的增加,应力和应变集中在腐蚀部位,振动频率呈现下降趋势,这可能加大了与风荷载的共振风险.随着质量损失率的增加,最大等效应力和等效弹性应变值明显上升.研究结果为进一步了解腐蚀对输电线路钢管杆的影响提供科学依据、为保障结构运行安全提供理论指导.     

混凝土楔入劈拉破坏的数字图像相关方法研究

通过无损检测的光学测量方法——数字图像相关方法(DIC),对楔入劈拉试验过程中的混凝土进行了表面应变变化过程的测量。采用高分辨率摄像机进行试件表面图像的采集,通过数字图像相关方法对图片进行后处理,计算出试件表面每一点的应变量。通过对应变云图的分析,研究了混凝土在楔入劈拉试验过程中的裂纹扩展。结果表明,混凝土微裂纹往往出现在砂浆和骨料的边界处,并由此发展,此方法可以预判混凝土试件的破坏位置,可以用于结构监测和检测。     

新型钢管混凝土梁柱节点试验研究

提出了一种新型的开大孔钢筋贯通式钢管混凝土节点,该新型节点形式与已应用到工程中的开小孔钢筋贯通式节点相比,具有施工方便的优点。建立了介于这种新节点与传统开小孔节点之间的过渡形式:开大孔加强式钢筋贯通的钢管混凝土节点。并通过对三种节点低周反复循环加载的试验研究,得到如下结论:新型开大孔式节点位移延性、耗能能力比较理想,抗震性能良好,符合抗震设计的要求。在该新型节点处设加强环和加劲肋能够显著提高节点的整体性与延性。研究结果可以为其在工程中的应用提供有价值的参考。     

基于数字图像方法的桥梁移动荷载识别

车辆荷载是桥梁安全监测的重要指标之一,如何快速有效地检测出车辆荷载对于桥梁的维护、运营和安全评估有着重大意义.利用数字图像方法,在桥梁中间位置下方布置特征点,通过视频拍摄,利用Otsu对视频分离出的图片进行二值化分析,获取特征点质心的位移变化,转换成桥梁的位移变化,通过位移的变化反演出移动荷载的大小.通过在实验室进行50、70、90、110 kg四种不同荷载单车通过实验,得到实验室桥梁荷载-位移曲线,与接触式顶杆位移计进行对比,对所得到的荷载-位移曲线进行拟合,后通过30 kg和130 kg荷载进行验证,实验证明预估值与实际值误差在3.8%左右;在实桥实验中,该方法能够准确测出有大重量移动荷载经过时产生的位移以及分析其荷载大小.     

混凝土损伤应变与微裂纹的实验研究

采用数字图像相关方法测量了混凝土表面损伤应变场。基于该应变场分析得到了肉眼不可见微裂纹的准确位置,并研究了混凝土立方体在单轴压缩的情况下,平均损伤应变与平均裂纹宽度的相关性。研究结果说明基于数字图像相关的混凝土表面微裂缝的定位方法是可行的。宽度小于0.1 mm微裂缝与平均损伤应变呈线性变化的关系。研究结果可用于判断混凝土微裂缝的位置、发展程度,为进行科学有效的控制或修补,提高结构安全性提供参考。     

数字图像相关的不锈钢真实应力应变关系测量

工程上广泛应用的名义应力应变曲线,在材料发生大变形时,由于应力和应变不再沿着试件均匀分布,因而不能真实反映材料在塑性阶段的本构关系。在不锈钢标准板的拉伸试验中连续采集试件散斑表面的数字图像,采用数字图像相关技术对序列数字图像进行相关运算以获得其每个变形状态下的变形场,得到了整个拉伸过程中试件的变形形态。以光学虚拟引伸计的方法分别测量横向和竖向的实时应变数据,结合体积不变理论计算得到真实应力应变曲线。采用Johnson-Cook材料模型对真实应力应变曲线进行拟合,得到了塑性本构关系;最后根据以上实验结果和真实应力应变曲线获取了材料的力学特性参数。实验结果表明了基于数字图像相关方法对不锈钢真实应力应变关系测量的有效性和可靠性,对实验结果的真实应力应变曲线后处理,获得不锈钢材料的弹性模量为169 GPa,屈服强度为236.8 MPa,并获得了Johnson-Cook简化模型的所有三个参数A、B和n的数值。