表层嵌贴CFRP-混凝土结构的黏结性能研究

为研究嵌贴的CFRP与混凝土间的黏结性能及黏结滑移关系,对22个嵌贴CFRP加固混凝土棱柱体试件进行了单剪拔出试验,考察了混凝土强度、槽宽、槽边距、树脂保护层厚度、及构件截面尺寸等因素对嵌贴CFRP-混凝土界面的黏结承载力、破坏模式、黏结刚度、黏结滑移关系等性能的影响;在试验结果基础上提出了含残余摩擦段的三段式黏结滑移关系模型,进而明确了混凝土强度与槽边距等因素与峰值黏结应力等模型特征参数的相关性,最终在上述工作基础上建立了首次考虑混凝土强度、槽宽、槽边距等多因素影响的黏结滑移关系模型。研究结果表明：所考察的各因素对嵌贴CFRP与混凝土界面的黏结性能及黏结滑移关系存在显著影响;运用最小二乘法得到的含特征参数的黏结滑移关系模型对界面断裂能的预测精度优于现有其他模型;所建立的考虑多因素影响的黏结滑移关系模型预测的峰值黏结剪应力与文献试验实测值的相关系数为0.65,预测精度较高。     

温度、预拉力和冲击能量耦合作用下BFRP筋的抗冲击性能

为评估玄武岩纤维增强复合材料(Basalt Fiber Reinforced Polymer,BFRP)筋在服役条件下的抗横向冲击性能,通过落锤冲击试验研究了不同温度(-20℃、25℃、50℃和90℃)、冲击能量(12.76 J、19.14 J和31.90 J)和预拉力水平(2％、20％和30％)耦合作用下BFRP筋的...     

冷却强度、配对副以及润滑介质对活塞环槽温度限值的影响

在自制的基于摩擦力的活塞环槽温度限值测试装置上,采用火焰加热活塞模拟内燃机燃烧室的燃烧过程,在加热强度一定的条件下,分别研究不同冷却强度、配对副以及润滑介质时缸套-活塞环间的摩擦力随活塞环槽温度的变化。结果发现:活塞环槽温度限值随冷却强度的增大而逐渐提高;CKS环与镀铬缸套配副时比镀铬环以及喷钼环与镀铬缸套配副时活塞环槽温度限值高;SAE15W/40润滑油作为润滑介质时比SAE40,SAE10W/30润滑油作为润滑介质时活塞环槽温度限值高。     

Lubrication characteristics of spiral groove liquid seals for use in the carrier of a vane-type external LPG fuel pump

We analyzed the lubrication characteristics of a design-selected spiral groove liquid seal for the critical component, the carrier, of a rotary vane-type fuel pump developed for external installation on fuel tanks for liquid phase LPG (liquefied petroleum gas) injection (LPLi) vehicles, with the aim of fundamentally improving lubrication performance and so protecting the carrier from early frictional wear damage at its suction face. The main reason for selecting a spiral groove pattern was because the viscosity of liquid LPG is very low, comparable to that of air, and current commercial dry gas seals adopting spiral grooves have been successfully employed in completely noncontacting applications. Utilizing the Galerkin finite element lubrication analysis method, a detailed lubrication characteristic analysis of the seal was performed, and lubrication performance optimization was performed by systematic parameter analyses of the design variables. Compared to the initial reference design, the final optimized spiral groove seal design had a groove depth increased by 66.7% and an equilibrium seal clearance increased by 65.3%. Our model also predicted that under a condition of equilibrium between the closing force of the pumping pressure and the seal opening force, the optimally designed carrier spiral groove liquid seal was capable of maintaining a stable lubricating film with sufficient axial stiffness and thereby demonstrated successful noncontact operation; in addition, leakage through the seal was minimal.     

受压UHPC圆形墩柱抗冲击试验及简化分析方法

为了研究受压UHPC墩柱的抗冲击性能，开展UHPC墩柱和普通钢筋混凝土墩柱的落锤冲击试验，试验变量为轴力。试验中测量冲击力和墩柱位移，并采用高速摄像机记录冲击过程中墩柱裂缝发生、发展直至破坏的全过程。在此基础上，建立基于纤维非线性有限元和两自由度质量-弹簧-阻尼系统的简化分析方法，用于分析受压墩柱的冲击响应。通过与试验结果对比，验证简化分析方法的有效性。基于简化分析方法进行了墩柱抗冲击极限承载能力分析和参数影响分析。研究结果表明：受压UHPC墩柱的抗冲击能力显著优于普通混凝土墩柱，多次冲击作用下总耗能远高于普通混凝土墩柱；UHPC具有良好的抗压性能和耐撞性，促使了"压力拱效应"的出现，能够显著提高受压墩柱的抗冲击性能；无轴压UHPC墩柱在冲击作用下呈现出典型的少筋破坏，当UHPC用于受弯构件或低轴力情况时，相比普通钢筋混凝土构件需提高最小配筋率要求；受压UHPC墩柱耗能能力约为普通混凝土墩柱的2.27倍；当冲击能量一定时，提高受压UHPC墩柱的配筋率和配箍率，能有效地减小墩柱跨中峰值位移和残余位移，但峰值力变化较小；相同配筋率时，提高冲击能量，跨中位移、残余位移、冲击力峰值也相应增大。     

轮胎泵气噪声有限元仿真分析

轮胎花纹槽泵气噪声是轮胎噪声的主要部分之一。在假设轮胎胎面结构与空气完全耦合的条件下建立轮胎横向花纹槽噪声的有限元模型,在施加与速度相关的强制位移条件下对空气中花纹槽泵气噪声进行仿真仿真,验证轮胎花纹槽泵气噪声的机理,同时通过线性迭加轮胎周向单个横向花纹槽的方法,给出轮胎花纹槽整体噪声的频域曲线。     

曲线顶管施工引起的地表变形预测研究

为了研究曲线顶管施工引起的地表变形,通过分析拱北隧道管幕工程曲线顶管现场实测数据,得出曲线顶管地表沉降槽的偏移曲线;在现有Peck和Loganathan地表变形计算公式的基础上,考虑曲线顶管与隧洞的相对位置对沉降槽偏移量的影响,得出经过沉降槽偏移修正的Peck和Loganathan地表变形预测公式。结果表明:1)曲线顶管施工引起的地表沉降槽曲线表现为非对称,最大沉降点可能出现在轨迹弯曲内侧,也可能偏向外侧;2)曲线顶管与隧洞相对位置引起的土体损失变化是造成沉降槽偏移的主要原因,相对位置与顶管穿越地层性质、顶进力、注浆压力和轨迹曲率半径等因素有关;3)修正的Peck公式可以较好地反映砂层和淤泥质土层中曲线顶管施工地面沉降槽偏移效应和最大沉降量。     

基于非饱和土理论的降雨入渗路基稳定性分析

采用非饱和土强度理论和极限平衡法,得出考虑降雨入渗渗流力作用下的路基稳定性计算公式。把一定降雨强度和降雨持续时间下的路基稳定性转化为对应入渗深度内的渗流力作用下的路基稳定性。通过渗流力把入渗深度引入安全系数的计算公式,并通过安全系数对入渗深度求导,分析入渗深度对路基稳定性的影响及其原因。最后通过具体算例,讨论降雨对路基稳定性的影响。     

预应力锚索桩板墙减震锚头弹簧刚度系数研究

以某高原铁路高烈度地震区路堑段为背景,采用有限元方法建立锚头设置弹簧组件的减震锚拉桩板墙分析模型,研究锚索体系刚度对桩板墙地震响应特征的影响规律,探讨锚头弹簧刚度的优化参数范围。结果表明:设置减震锚头的桩板墙锚索受力较普通锚拉式桩板墙结构有明显改善,地震作用下锚索拉力峰值、震荡幅值及残余拉力随锚索体系刚度降低近似呈线性减小规律,但锚索对桩身的约束作用减弱,桩顶动位移峰值及残余位移呈反“S”形增大。为了协调和统一地震作用下降低锚索拉力和桩顶位移的抗震需求,应根据桩顶水平位移的极限对锚头的弹簧刚度进行优化。     

网栅土工砌块残余强度试验研究

为研究网栅土工砌块的强度特性,对其进行了室内大型单级剪切试验,得到了不同干密度下剪应力一剪切位移关系曲线及强度变化曲线,并采用摩尔库伦强度理论得到其峰值强度与残余强度的拟合强度指标。试验结果表明：网栅土工砌块的峰值强度及残余强度,随着干密度及法向应力水平的提高而提高;残余强度为峰值强度的80％-90％;摩尔库伦强度理论能很好的解释峰值强度与残余强度的作用机制。     

酸雨湿干循环作用下百色膨胀土裂隙发育规律及其微观机制

为弄清酸雨与湿干循环共同作用对膨胀土裂隙发育的影响,以广西酸雨重灾区的百色原状膨胀土为对象,室内设置高清照相机观测记录经不同酸雨与湿干循环作用后试验土样的裂隙发展,用Image-Pro Plus(IPP)图像处理软件获取土体裂隙特征参数,并采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射法研究试验过程中土样的微结构及化学成分演变.据...     

镶圈内冷一体活塞的数值研究

为了研究镶圈和内冷油腔对活塞可靠性的影响,对同一型号、不同结构的带镶圈活塞进行模拟计算分析。首先对标定工况下的镶圈活塞进行硬度塞测温试验,作为温度场模拟计算的约束条件;然后考虑温度、燃烧压力、惯性力等因素影响进行热机耦合计算,得到活塞关键位置的变形、应力等结果;最后,使用疲劳分析软件计算活塞的高周疲劳。通过对比发现,镶圈内冷一体活塞一环槽根部温度分别比镶圈活塞和镶圈内冷活塞低6.5%,16%,其热应力分别降低了33%,15%,机械应力分别降低了31%,11%。结果表明,镶圈内冷一体结构的应用,有效避免了应力集中现象,既可以有效降低活塞头部热负荷和机械负荷,同时也能增强环槽的耐磨性,延长环槽下侧面的寿命。     

盾构切桩后桩基对管片作用力确定及控制措施

为获得盾构切除桥梁桩基后残桩对管片的竖向荷载及残桩的承载力,评估切桩后桥梁和盾构隧道结构安全,开展残桩对管片作用力的计算分析。首先,分析盾构切桩后残桩对管片作用力的影响因素,包括桩长减短、施工扰动及桥桩竖向刚度变化等。然后,在考虑这些因素影响的基础上建立残桩承载能力和所受竖向荷载计算公式,并以具体工程为例进行计算对比,结果表明： 本工程残桩承载力无法满足所受竖向荷载,需进行残桩周围地基加固;通过对地基注浆加固计算,残桩承载力可满足竖向荷载,能够保证管片和上部桥梁结构安全。最后,根据理论和实例分析,提出减小残桩对管片受力影响的施工控制措施,包括减小施工扰动、提高桩侧摩阻力及加强管片配筋和螺栓强度等。     

台风暴雨条件下福建霞碧滑坡渗流稳定性分析

针对福建霞碧滑坡体在强降雨条件下的渗流及稳定性变化,运用seep与slope软件进行了渗流场的模拟和稳定性的计算。结果显示:在降雨的过程中雨水沿边坡表面近垂直入渗,降雨对深部影响较小,其主要影响在坡积土层。由于坡积土层的渗透性高于残积土层,长时间的持续降雨之后在坡积土层与残积土层交界面处出现的滞水现象,是造成霞碧滑坡处于蠕滑状态的根本原因。坡体的稳定性在降雨结束后的第一天最低,之后坡体的稳定性逐渐提高。其结果真实地反映了滑体稳定性现状和规律。最后,提出了相关的治理措施。     

重塑膨胀土直剪试验中的应力-应变曲线特性

通过不同干密度、不同初始含水率在施加不同压力下的重塑膨胀土的直剪试验,研究了南(宁)-友(谊关)路膨胀的应力-应变特性以及强度指标的变化情况。研究表明:干密度的增加能大幅提高土体的峰值强度,但对残余强度影响不大,土体的粘聚力与干密度成良好的指数关系,内摩擦角受干密度影响较小;随初始含水率增加,膨胀土体峰值强度的剪切位移增加,而峰值强度、粘聚力、内摩擦角有先增大后减小的趋势;垂直压力的增大对提高重塑膨胀土峰值强度和残余强度都有一定帮助。     

柳家凹黄土滑坡滑带土残余强度特性研究

柳家凹滑坡为古滑坡复活型,滑动带位于黄土层与砾岩层中间的红色黏土层,由于路堑开挖扰动和地下水作用使滑带土性质弱化造成了滑坡的发生。取滑带土的原状土样试件和重塑土试件进行室内反复直剪试验,研究了大剪切位移条件下滑带土的强度衰减特性,获得了滑带土的残余强度指标。对试验土试件的峰值强度和残余强度进行统计,结果为滑带土的残余强度远小于其峰值强度,cr约为cf的0.4倍,φr约为φf的0.7倍。     

汽车齿轮刮削残余应力的研究

本文通过对刮削后汽车齿轮齿面残余应力的测定,探讨了刮齿表面残余应力的变化规律。研究表明:与磨削相比,刮削可使齿轮呈现满意的残余应力状态;刮削残余应力与刮削功率及切削力之间的函数关系,可用作汽车齿轮制造中监测刮削残余应力状态的参考依据。     

Effects of Residual Ash on Dpf Capture and Regeneration

To study the effects of residual ash on the capture and regeneration of a diesel particulate filter (DPF), repeated capture and complete regeneration experiments were conducted. An engine exhaust particulate sizer was used to measure the particle size distribution of diesel in the front and back of DPF. Discrepancies in the size distribution of the particulate matter in repeated trapping tests were analyzed. To achieve complete DPF regeneration, a DPF regeneration system using nonthermal plasma technology was established. The regeneration carbon removal mass and peak temperatures of DPF internal measuring points were monitored to evaluate the effect of regeneration. The mechanism explaining the influence of residual ash on DPF capture and regeneration was thoroughly investigated. Results indicate that the DPF trapping efficiencies of the nuclear-mode particles and ultrafine particles have significant improvements with the increase quantity of residual ash, from 90 % and 96.01 % to 94.17 % and 97.27 %, respectively. The exhaust backpressure of the DPF rises from 9.41 kPa to 11.24 kPa. Heat transfer in the DPF is improved with ash, and the peak temperatures of the measuring points accordingly increase. By comparing the regeneration trials, the elapsed time for complete regeneration and time difference for reaching the peak temperature between adjacent reaction interfaces are extended with increased quantity of ash. The carbon removal mass rises by 34.00 %.     

北京地铁隧道地表横向沉降槽参数分析

为解决北京地铁隧道施工不同影响区划分和影响范围确定的不准确问题,对北京地区13 条地铁线路、903 份隧道工程的地表横向沉降槽资料进行分析,根据施工方法和地层条件的不同,分别对盾构法和矿山法施工隧道在黏性土地层、砂卵石地层等区域的沉降槽Peck 公式拟合参数进行统计分析,得出地层损失率和宽度参数的分布形态、相关统计值以及与隧道相对埋深的相关性。研究结果表明: 1)地层损失率和宽度参数的数理统计结果可以很好地指导北京及类似地层条件的城市地铁隧道工程影响区划分和影响范围的确定; 2)施工方法和地层条件是影响地铁隧道周围地层变形的重要因素,工程地表变形控制应注重相关研究; 3)建议各地深入开展地铁隧道沉降槽的拟合分析研究,为隧道工程影响区划分和影响范围确定提供科学依据。     

Stress analysis of ventilated brake discs using the finite element method

One of the most common problems related to ventilated brake discs are crack formations, particularly under high brake loads or from the associated stresses during braking. In this study, three different ventilated brake discs, the crossdrilled disc, the cross-slotted disc, and the cross-slotted with a side groove disc, were manufactured, and their braking force performances were investigated experimentally together with a solid disc. Stress analyses were subsequently performed by the finite element method. Analyses results showed that the maximum stress generations were formed on the ventilated discs in comparison to the solid disc. However, these comparisons indicate that the application of varying force distributions along brake pads reduces the stresses on ventilated discs by 8.8% to 19.1%.