梁板结构裂缝宽度量测方法及试验研究

讨论了现有梁板结构裂缝宽度量测技术的缺陷;基于碳纤维智能层的力电传感特性,对带有预制裂缝的玻璃钢板试件进行循环等幅加载检测试验,研究碳纤维智能层对试件表面裂缝宽度变化的感知能力。试验研究结果表明:在单加-卸载周期内,树脂基碳纤维智能层传感器的电阻随钢板裂缝宽度基本呈线性变化;在循环加-卸载周期内,树脂基碳纤维智能层传感器的电阻随钢板裂缝宽度基本呈现周期性变化;构件挠度在一定范围内,传感器电阻稳定性好。     

基于环氧沥青黏结层的混凝土桥面薄层铺装疲劳性能研究

采用损伤-断裂力学的方法,就基于环氧沥青黏结层的混凝土桥面薄层铺装在循环荷载作用下的力学行为和疲劳损伤特性进行理论分析。为改善混凝土桥面铺装调平层与铺装层间的黏结、防水性能和避免铺装层早期开裂病害,提出基于环氧沥青黏结层的混凝土桥面薄层铺装技术。基于黏弹性损伤模型的能量转换方法,对混凝土桥面薄层铺装复合结构的应力场、应变场及损伤场分布状况和演变规律进行研究。同时,建立了结构的疲劳寿命理论预测公式。结合沪苏浙高速公路江苏段三白荡特大桥桥面铺装实体工程,对基于环氧沥青黏结层的沥青混凝土铺装层疲劳寿命预估模型进行现场验证。结果显示,基于环氧沥青黏结层的混凝土桥面薄层铺装具有很好的抗疲劳性能。     

随机车辆荷载作用下大跨径斜拉桥拉索损伤诊断方法

针对分布式布里渊光纤感测技术在斜拉桥结构损伤诊断中的应用问题，提出了随机车辆荷载作用下大跨径斜拉桥拉索损伤诊断方法。首先，以南京长江三桥为工程背景，基于蒙特卡洛方法、车辆荷载模型及泊松过程理论建立了斜拉桥索力及主梁应变的概率模型。其次，通过主梁应变数据在斜拉桥拉索损伤前后分布规律的变化，提出了基于应变样本空间马氏距离的斜拉桥拉索损伤诊断方法。最后，采用ANSYS有限元模拟随机过程，对所提方法进行验证。研究表明：在随机车辆荷载作用下，主梁应变数据服从正态分布；斜拉索发生损伤后，主梁应变数据的分布规律会发生变化；所提方法能够有效判别斜拉桥拉索损伤，可为分布式布里渊光纤感测技术在大跨径桥梁结构健康监测中的应用提供理论方法支持。     

纳米碳纤维混凝土在劈裂及抗弯试验中的压敏特性研究

为促进智能混凝土材料在桥梁上的应用,通过劈裂及抗弯试验研究纳米碳纤维混凝土的压敏特性。试验结果显示:纳米碳纤维混凝土的电阻会随压应力的增大而减小,随拉应力的增大而增大,电阻变化率与拉、压应力之间呈良好的线性规律;适当掺量且分散良好的纳米碳纤维可以使混凝土复合材料获得良好的压敏特性,成为自身具有损伤评估和应变监测功能的传感器。基于纳米碳纤维混凝土的良好压敏特性,将其作为具有应变监测功能的智能混凝土材料应用于桥梁结构中非常可行。     

多帧速度场估计方法及在交通视频监测中的应用

基于速度场的运动估计方法是进行运动物体分割的有效途径,提出了一种视频图像处理中基于多帧速度场的运动物体分割方法,针对简单速度场运动物体分割方法的不足,提出对多帧速度场图像提取的运动物体信息相融合的方法。试验结果证明:用此方法提取的运动物体核心点更完备,提高了运动物体分割的准确性。该方法在智能交通、视频监控系统中都有广泛应用。     

钢桥面板疲劳损伤智能监测与评估系统研究

正交异性钢桥面板作为大跨度桥梁的首选桥面板结构,实时监测并准确识别其重要构造细节的疲劳损伤程度,在此基础上预测剩余疲劳寿命,对于大跨度桥梁的服役期管理维护决策至关重要;但正交异性钢桥面板的疲劳问题具有多尺度、多模式、随机性、隐蔽性等特性,且其对结构静动力响应的影响仅限于疲劳裂纹附近的局部区域,传统的损伤识别方法难以准确识别。结合智能技术的最新发展和正交异性钢桥面板疲劳问题的基本属性,构建了其疲劳损伤智能监测与评估系统,并对其疲劳损伤指标和疲劳损伤智能评估的相关关键问题进行研究。提出了基于等效结构应力的正交异性钢桥面板多尺度疲劳损伤评估方法;建立了考虑随机因素的结构体系实时疲劳损伤评估及剩余寿命预测方法;构建了正交异性钢桥面板疲劳损伤智能监测与评估系统;基于实际桥梁结构的交通量和结构响应监测信息,对所建立的正交异性钢桥面板疲劳损伤智能监测与评估系统进行了验证。研究结果表明：在实际交通荷载作用下,顶板与纵肋连接细节的疲劳主导失效模式为焊根部位起裂沿顶板扩展,所提出的疲劳损伤评估方法的评估结果与实际结构一致,表明所提出的方法能够准确确定结构体系的疲劳失效模式;疲劳损伤智能监测与评估系统所确定的实桥疲劳损伤及剩余寿命预测结果与实际桥梁疲劳损伤开裂时间基本一致;所建立的智能监测与评估系统可为正交异性钢桥面板疲劳损伤过程和寿命评估提供理论依据及支撑,并为实桥的运营管理养护决策提供科学依据。     

碳纤维补强公路隧道设计计算方法的研究

面对日益艰巨的公路隧道修复加固任务,碳纤维补强技术以其施工便捷、高强高效、耐久性好,扰动小等传统加固技术不可比拟的优点,有望被应用于隧道衬砌加固领域。本文针对碳纤维补强公路隧道衬砌,按荷载结构法,以碳纤维补强钢筋混凝土偏压构件截面承载力、裂缝和变形的理论为基础,提出了裂缝发展分析方法,初步形成了一套适用于碳纤维补强公路隧道衬砌结构的设计计算方法。本文研究成果将为碳纤维加固修补公路隧道衬砌结构提供设计依据,推动碳纤维补强技术在该领域的应用。     

多孔介质叠层梁建模及动力学特性研究

多孔材料的应用日益广泛,但受自身特殊孔隙结构的限制,多孔材料的强度不高。在多孔介质材料表面敷设碳纤维布可以同时得到多孔介质材料优异的综合性能和碳纤维布的高强度。敷设碳纤维布多孔介质叠层结构的力学性能研究多采用有限元法,由于多孔材料结构的特殊性,该方法的计算精度和效率较低。文章基于Biot理论和层合理论,结合多孔介质层和碳纤维布的控制方程,考虑层间的连续性条件,推导敷设碳纤维布多孔介质叠层梁在谐激励作用下的整合一阶常微分矩阵控制方程。结合结构的边界条件,利用具有高精度的精细积分法对整合控制方程进行求解。通过与有限元模型的对比,验证了所建模型的可行性和正确性,并利用所提方法分析了敷设碳纤维布多孔介质叠层梁的动力学特性。     

碳纤维半轴的结构设计及失效分析

文章根据赛事规则,使用碳纤维铺层方法,对一类大学生方程式汽车碳纤维半轴结构的参数进行了设计。基于Tsai-Wu准则,借助于ANSYS有限元分析软件对该碳纤维半轴结构进行变形校核及失效分析。文章对加工出的碳纤维半轴,通过扭转实验对其进行了强度校核。文章设计的碳纤维半轴具有转动惯量小、重量轻、耐腐蚀、耐疲劳及强度高的优点。     

碳纤维加固桥梁结构界面剪应力的试验研究

碳纤维作为一种结构加固的新型材料已经广泛应用于桥梁加固维修中,但采用预应力碳纤维加固的方式还不常见,而采用预应力碳纤维加固更能够充分发挥碳纤维高强轻质的特点。通过试验验证预应力碳纤维加固钢筋混凝土梁界面层剪应力的理论计算公式,分析预应力作用下碳纤维和混凝土之间的界面层剪应力分布。采用密贴法对释放外力后碳纤维应变进行测量,试验证明试验值与理论值相吻合,并根据理论值和试验值讨论初始预应力、碳纤维厚度和界面层厚度对界面剪应力的影响。     

体外预应力碳纤维板加固技术研究

以义乌市某典型三跨预应力混凝土连续箱梁桥为研究背景,根据桥梁病害情况提出了体外预应力碳纤维板加固方案并针对加固要点进行分析,从施工监控的角度评判了体外预应力碳纤维板加固的效果。结果表明,体外预应力碳纤维板加固可以较好地改善桥梁结构的线形和受力状况,提升桥梁的安全冗余度,能满足加固设计的要求。     

水泥罐式汽车的罐体及车架结构的有限元分析

简要叙述了某型气卸散装水泥罐式车的特点,建立了罐体的有限元模型,利用有限元法计算得到了罐体结构的位移场、应力场,找到了结构的薄弱环节,提出了改进建议,并且从电测试验上进一步验证了有限元模型及其分析结果的正确性。     

导电沥青混凝土的桥面铺装开裂预警技术研究

沥青混凝土桥面铺装层在低温条件下极易产生开裂,空气中水分、灰尘等通过裂缝深入到桥面板与铺装层中间,会进一步造成层间滑移、水损坏。为及时对沥青混凝土桥面铺装的低温开裂病害进行预警,降低后期维修养护费用,采用碳纤维、石墨制备了复合导电沥青混凝土,并通过间接拉伸蠕变试验研究了其变形发展与电阻率的变化关系,根据曲线特点利用多项式拟合获得了不同蠕变阶段其力-电机敏特性。结果表明:碳纤维-石墨导电沥青混凝土电阻率与应变在不同阶段分别呈现出二次非线性、线性相关关系。同时,结合实体工程设计了分布式光纤传感器布设方案与施工流程,即在桥面铺装层间布设分布式光纤,上面层铺筑碳纤维-石墨导电混凝土,形成一种新型桥面铺装结构,为沥青混凝土桥面铺装低温开裂预警提供了一种全新的思路。     

应用于汽车减振的磁流变液阻尼器的设计原理

应用智能材料磁流变液（MR）构造出的半主动悬架减振系统，可以用于对车辆振动的控制。MR流体具有的独特性质在于：在强磁场的作用下，可由牛顿流体变为粘塑流体，而变液阻尼器则具有结构简单、体积小、工作连续可逆，能耗小等优点。本文介绍了磁流变液的材料特性，建立了磁流变液阻尼器的阻尼力数学模型，并提出设计变阻尼器时参数的选取原则。     

加筋格宾组合式挡墙破裂面及承载力特性

为提出加筋格宾组合式挡墙(加筋格宾+绿色加筋格宾结构)破裂面及承载力公式,通过对湖南省湘潭至衡阳西线高速公路第12合同段加筋土实体结构进行现场试验监测,总结了各层拉筋应变变化规律,提出了基于简化破裂面转折点位置为H/3(H为墙高)的新折线型潜在破裂面,推导了该折线型破裂面在2种破坏模式下的墙顶部表面承载力通用计算公式;采用极限平衡法,讨论了拉力破坏下其极限承载力公式,统一了0.3 H简化破裂面和朗肯破裂面形式下的承载力计算公式,并与4种规范加筋土典型破裂面进行了比较分析。结果表明:采用该折线型破裂面计算,比公路规范和BS8006规范安全,比铁路规范经济;双绞合六边形钢丝网加筋为拉力破坏,试验结果与计算结果相吻合。     

碳纤维在桥梁加固中的应用研究

现役桥梁存在结构病害和设计不足,不能适应现代交通需要。针对碳纤维的高强轻质特性,将其运用在桥梁加固中,提出了碳纤维加固受弯计算的相关理论,重点对适筋破坏进行了分析计算,并以荆州市沙市岑杨线左黄桥加固工程实例来说明碳纤维加固的效果。     

后疫情时代国内纯电动乘用车市场发展现状

2020年国内纯电动乘用车市场在新冠肺炎、补贴退坡、各地促销政策陆续出台等多方面因素影响下先抑后扬、市场回暖,呈现出厂商竞争加剧、销售区域转变、私户占比增加、车型趋向高端化等特征。在我国碳达峰、碳中和的宏伟目标下,随着消费者环保认知的不断提升,纯电动乘用车市场将稳步发展并进一步向智能化、自动化方向转变。     

山区沥青路面层间推移原因分析及技术对策

通过对山区沥青路面推移破坏进行的实地调查，并对路面材料的组成进行了室内外试验检验，分析了导致路面结构层层问推移的主要原因，认为山区公路沥青路面的层间滑移与超载、路线纵坡、基面层材料结构及施工工艺有关。在此基础上，提出了一些相应的解决措施。     

碳纤维导电混凝土道面机场除冰雪的应用研究

从目前机场道面融雪化冰的基本方法以及所存在的问题入手,介绍了导电混凝土电热除冰雪的工作原理和制备导电混凝土的基本原理,分析了碳纤维导电混凝土道面材料应满足的基本性能要求;结合机场飞行区道面的特殊性,提出了碳纤维导电混凝土在机场道面中应用所具备的条件。