沥青混合料空隙特性分析及多重分形研究

为定量描述沥青混合料中空隙几何形状、空隙结构复杂度,利用image J、image pro plus软件,提取空隙信息,计算断面空隙的空隙率,提出空隙平均长轴、空隙平均短轴等标量刻画空隙几何形态,运用分形维数和多重分形谱定量表征空隙结构复杂度。结果表明:平均长轴、平均短轴能描述断面整体空隙几何形状,分形维数与多重分形谱的谱参数能刻画空隙结构复杂度。分形维数D_0与谱参数f_(max)表征断面空隙整体结构复杂度,谱参数Δα表征断面空隙局部复杂度,Δα越大,空隙局部结构越复杂即空隙锐化程度越大。     

基于分形理论的气缸套磨损表面特征形貌表征

基于分形维数和多重分形谱理论,以不同工况下镀铬气缸套—PVD活塞环摩擦磨损试验试样为对象,通过三维共聚焦激光扫描显微镜获取磨损表面的二维灰度图像,并将其转化成黑白二值图像,采用盒维数法测算缸套磨损表面的分形维数,运用多重分形谱测算谱宽度,定量表征气缸套磨损表面的形貌特征和表面的高度均一性。结果表明,气缸套磨损表面具有明显的分形特征,且为一重分形。表面越粗糙,分形维数越小,分形谱宽度值越大。     

某铁矿边坡岩体结构面三维网络模拟研究

采用ShapeMetriX 3D岩体几何参数三维不接触测量系统,对某铁矿各个水平高度的石质边坡的岩体结构面几何特征进行了测量;对结构面测量数据进行分组、分析,并对得到的结构面各种几何信息的数据进行数理统计计算,拟合出结构面各种几何信息的概率分布模型;应用Monte-Carlo 模拟原理,结合Auto LISP语言开发了使之能在AutoCAD 2007中直观显示出来的程序,得到能够反映接近真实岩体内部结构面三维分布情况的图形。     

轮胎花纹对整车气动特性影响的等效方法研究

本文基于LBM方法,首先计算了旋转条件下具有详细花纹外形的车轮的气动特性,然后将轮胎花纹简化为纵向沟槽,利用不同表面粗糙度系数值等效详细花纹外形的气动效应,计算旋转条件下的外形简化车轮的瞬态外流场特性。对比分析了两种外形车轮的流场分布特性和气动力发展结果,以及表面粗糙度系数值对气动特性的影响,获得了能够准确反映详细车轮花纹气动效应的表面粗糙度系数值,据此对整车瞬态外流场进行了数值计算,将结果与风洞实验值进行对比,一致性较好并且计算精度较高。该方法确定了较为合理的等效表面粗糙度系数值,对车轮旋转条件下的整车瞬态空气动力特性进行了较为准确的模拟,简化了处理轮胎详细几何的复杂程度,计算效率得到提高。     

沥青道路表面构造分布的多重分形特性

为了全面分析沥青路面表面构造的分布特性,探索快速、准确的沥青路面表面构造分布的多特征参数表征方法,利用MATLAB软件数字图像处理技术获取AC、SMA及OGFC等6种不同的沥青道路表面构造的二值图像,验证了表面构造分布的多重分形特性,描述了表面构造分布多重分形谱参数的物理意义,分析了不同类型沥青路面的谱参数的变化规律。研究结果表明:多重分形谱参数能从不同角度描述表面构造分布的多重特征;多重分形谱峰值f_(max)(α)为表面下凹构造的分形维数D0,峰值f_(max)(α)越大,表面也就越粗糙;谱宽Δα整体反映了表面构造分布的不均匀程度,沥青道路表面构造粒径越大、级配越粗,其表面构造分布往往越不均匀,Δα也越大;同时,最大、最小奇异性标度指数的分形维数之差Δf也从下凹区域集中角度局部反映了表面构造分布不均匀程度,受集料粒径尺寸是否连续影响较大。沥青道路表面构造分布的多重分形特性能为分析表面离析状况及抗滑性能等提供一种新的方法与思路。     

具有单向粗糙度表面接触的分形模型

根据实际滑动摩擦学系统中摩擦副表面的粗糙度特点，建立了具有单向粗糙度表面接触的分形模型，为利用分形几何学理论分析滑动摩擦副表面的接触问题提供了新的途径。     

路堑坡面粗糙度的评价方法

路堑坡面粗糙程度是影响路堑植被生态恢复设计的重要因素之一。该文给出了坡面粗糙度的定义,提出了坡面轮廓线伸长率法、粗糙元平均高度法、平台与坡面水平投影面积比法3种评价方法,并用3种方法分别对规则台阶型路堑坡面、由倾角不同的倾斜面构成的路堑坡面、由凹凸不平的弧面构成的路堑坡面进行粗糙度评价,分析评价方法的评价效果与优缺点。结果表明:粗糙元平均高度法对于3类路堑坡面的粗糙度评价均适用。     

透水混凝土骨料颗粒-水泥浆体间黏结特性模拟试验

透水混凝土是一种由粗骨料、水泥、水等拌合压实而成的多孔混合材料,骨料形态和水泥浆体特性对骨料颗粒间的黏结有直接影响。以骨料种类、骨料表面粗糙度、水泥浆包裹厚度为影响因素,开展骨料颗粒间黏结性能研究。首先将玄武岩和花岗岩切割成圆形试块,并打磨表面使其具有不同的粗糙度,然后控制水泥浆层厚度,将两个岩石圆柱块黏结制作成一个拉拔试样,养护后采用高精度电子万能试验机对拉拔试样进行拉拔试验,得到不同条件下拉力-位移曲线和岩样间抗拉强度。结果表明：拉力-位移曲线表现为3个阶段,即线弹性阶段、塑性阶段和加速破坏阶段。岩样间抗拉强度随水泥浆厚度的增加而逐渐增强,经目数为150的金刚石磨片所打磨处理后的花岗岩试样受水泥浆厚度影响最为明显,水泥浆厚度对玄武岩试样抗拉强度影响规律受粗糙度的影响较小。相同水泥浆层厚度条件下,岩样抗拉强度随粗糙度的增加而显著增强,同样粗糙度和水泥浆厚度条件下,玄武岩试样抗拉强度高于花岗岩试样。     

粗粒土与混凝土接触面剪切特性试验研究

采用大型直剪仪进行了不同法向应力下粗粒土与混凝土结构接触面剪切试验,通过在混凝土表面预制规则的半圆形凹槽来模拟不同粗糙度结构面,研究结构面粗糙度对接触面剪切位移曲线以及强度参数的影响。试验结果表明:随着粗糙度的增大,接触面剪切位移曲线的应变硬化特征越来越明显;接触面剪切应力比(即剪切强度与法向应力比值)随法向应力的增大呈指数型衰减,随粗糙度的增大而增大;表明粗糙度的增大能提高接触面的剪切强度,能显著提高接触面的表观黏聚力,但对内摩擦角的影响很小。     

界面粗糙度对桩土界面剪切特性的影响研究

为了研究桩侧表面粗糙度对桩土接触面力学特性的影响,进行了砂土与不同粗糙表面混凝土板的大型直剪试验,分析粗糙度对桩土接触面力学特性的影响。试验结果表明:砂土-混凝土接触面剪切应力-位移曲线表现为理想弹塑性型,界面粗糙度的增加能明显提高接触面的剪切强度,但随着法向应力的增大,粗糙度对接触面剪切强度的影响逐渐减弱。接触面的剪切破坏符合摩尔库伦强度准则;粗糙度的增大能明显提高接触面的黏聚力,但是对接触面摩擦角的影响很小。     

路面不平度的分形分级参数研究

根据路面不平度的现有分级标准,采用傅里叶逆变换的方法模拟8个等级路面不平度高程数据,计算路面不平度的分形参数,提出路面不平度的分形分级参数.计算分析结果表明,傅里叶逆变换方法模拟的各级路面分形维数均在1.60左右,差别很小,表现出明显的自相似性;路面不平度指数结合了路面不平度的传统的统计特征参数与分形维数,因而更适合路面不平度的分级;路面不平度指数随功率谱密度的增大而增大,且由高级到低级呈明显增大趋势,路面不平度等级越差,路面不平度指数越大.     

基于分形理论的连杆衬套表面形貌表征

以连杆衬套表面形貌为研究对象,通过分形插值理论重构了连杆衬套的表面形貌,并与扫描电子显微镜拍摄的照片进行比较分析,结果表明该方法可以定性地表征零件的表面形貌;分别对实际的表面和重构表面的表面粗糙度和分形维数进行比较,结果表明,分形维数能够较为准确地表征零件的表面形貌。     

拉萨柳梧大桥施工监控技术研究

简述了拉萨柳梧大桥概况及其主桥上部结构(主、副拱)的施工.根据施工特点确定了施工监控的主要内容:主跨基础桩身应力监控、主桥线形监控、应力监测、吊杆内力监测.采用空间有限元分析方法时施工阶段进行了验算,并对施工工序进行了优化.结果表明,内、外拱吊杆的张拉顺序和吊杆内力控制值对各施工阶段以及成桥后拱桥结构状态影响较大;结构特点决定了线形、应力和吊杆内力在施工过程中变化频繁,施工监控中应对桥梁动态跟踪;主桥预拱度设置合理,施工阶段的理论值和实测值吻合,各项监控内容均达到了预期效果.     

钢-混叠合梁斜拉桥线形及应力误差分析与控制方法

为使某钢-混叠合梁斜拉桥在成桥后其几何线形和应力与设计理想状态一致,分别对钢-混叠合梁斜拉桥计算、施工、测量中可能产生的误差进行分析。利用有限元软件建立全桥仿真模型,对工程实例进行结构参数敏感性分析,分析得出钢-混叠合梁斜拉桥成桥线形和应力的敏感参数。根据分析结果,提出相应的计算误差、施工误差及测量误差的控制方法。     

伏龙大桥工程设计总结之结构与耐久性

传递路径简明的结构几何形体有助于提高结构效率,平顺的几何外形可减少形体突变引起的应力集中[1]。这一条对于钢结构桥梁同样适用,控制应力在理想水平,可减轻桥梁病害。伏龙大桥作为景观桥梁,充分考虑景观的同时,对结构体系和关键构造的设计,也进行了研究分析与优化。通过精细的计算和对比分析,使结构传力路径可靠,受力合理;对局部构造进行详细的优化设计创新。找到使景观与结构受力和谐统一的结构体系及最优的局部构造。总体与局部受力合理是确保正常使用期桥梁耐久性得到保障的第一步。     

水中悬浮隧道交通荷载模拟方法研究

为研究水中悬浮隧道交通荷载的合理模拟方法以及交通荷载对隧道结构的影响,借鉴铁路、公路交通荷载的模拟方法,综合考虑车辆轮载、路面不平度、行车速度以及外部激励荷载等影响因素的共同作用,提出水中悬浮隧道交通荷载的模拟表达式。通过数值模拟计算,分析悬浮隧道交通荷载的变化特征,并研究不同交通荷载模拟方法对悬浮隧道结构振动位移响应的影响。结果表明:文章提出的交通荷载模拟方法计算结果符合移动振动荷载的波动性和周期性特征。在对结构振动位移响应影响方面,固定均布荷载相当于静载,移动集中荷载和移动振动荷载时的位移变化幅值相对固定均布荷载时的大且影响相似,但移动振动荷载时的振幅稍大,体现了交通荷载中动荷载部分对结构振动位移响应的影响,更适合用来模拟悬浮隧道中的交通荷载。     

悬索桥扁平钢箱梁顶推施工受力分析

某3跨地锚式悬索桥加劲梁为扁平钢箱梁,钢箱梁跨径组成为(40+430+40)m,采用多点临时墩顶推施工。为了确保钢箱梁在顶推施工过程中结构安全,建立有限元计算模型对顶推施工过程进行整体和局部受力分析。计算结果表明临时墩支点高程设置形式、滑道支承形式和横向偏位等对钢箱梁受力影响较大。根据计算结果提出了钢箱梁顶推施工过程线形控制、临时墩反力控制及局部应力施工控制等参数以及相应控制措施。实际顶推施工结果表明钢箱梁受力及线形控制较好。     

汽车机加件表面几何状态参数含义及工艺分析

简述了机加件表面形状、波纹度和粗糙度3个要素的特点、形成机理以及对产品性能的影响。介绍了法国标致雪铁龙公司(PSA)机加件表面几何状态标准中粗糙度、波纹度和支承率等各个参数的含义及各个参数分析与计算方法,及如何根据不同配合表面的功能需要正确选择评定表面质量的微观参数。通过汽车零部件中一些典型零件表面的粗糙度、波纹度及支承率等参数标注的具体实例,解释了粗糙度等各种参数在产品中所表示的意义,及在产品开发、工艺改造、现生产质量控制中如何理解这些标注。     

公路独柱窄幅桥梁倾覆稳定性能

基于公路、铁路相关规范关于桥梁抗倾覆性能条文的不同规定,采用剪力-柔性梁格分析方法,对一座多跨独柱曲线预应力混凝土桥梁进行横向整体抗倾覆稳定性分析。采用桥梁结构专用分析程序,针对两种典型支座布置下的算例桥梁进行计算简化并建立空间网格分析模型。认为,针对公路独柱曲线窄幅桥梁,采用公、铁2种计算方法的结果基本接近。建议采用公路桥梁计算表达式进行结构设计,以增大其安全储备;采用铁路桥梁计算表达式对其进行结构验算,可有效简化验算工作,并能真实反映结构的横向整体抗倾覆性能。     

基于桥面不平顺的车桥耦合振动分析

把车辆和桥梁结构看成相互作用的两个子系统,分别建立二者的力学模型和振动微分方程。在求解过程中,通过位移协调条件和两个子系统间相互作用力相等的原则把两个子系统的振动微分方程耦合起来。利用有限元分析软件ANYSYS的二次开发语言APDL编写了求解车桥系统耦合振动微分方程的迭代计算命令流。以桥面不平顺为激振源,分析了主跨为550 m的福建长门大桥当多车辆通过时在各级桥面不平顺情况下的动力响应。计算结果表明,随着桥面不平顺程度的增加,桥梁结构和车体的动力响应均呈非线性增大,其中桥梁主跨跨中位移、主跨最外侧拉索应力和车辆加速度变化显著。