湖区游艇码头联系桥结构探讨及设计优化

以游艇码头联系桥为讨论对象,分别探讨不同材质的强度特点、适宜尺度以及应用于联系桥的优缺点。其中玻璃纤维复核材料、碳纤维复核材料联系桥长度一般为2～3 m,木材联系桥长度一般为3～6 m,铝合金联系桥长度一般为10～24 m,钢联系桥长度可大于30m,但其不能很好满足游艇码头的美观需求,后期维护较麻烦,且需考虑支撑端的特殊设计。同时本文针对湖区特点提出一种联系桥的优化结构方案,能够有效解决若干工程难点,以便为类似设计提供参考。     

椰壳纤维/聚丙烯复合材料应用于车载气囊盖板的可靠性研究

通过拉伸、弯曲试验和落球冲击试验对比分析了未改性和改性椰壳纤维填充聚丙烯复合材料的力学特性;借助ANSYS软件分析与优化了改性椰壳纤维/聚丙烯复合材料车载气囊盖板的可行性与弱化槽结构。结果表明：相较于聚丙烯材料,椰壳纤维/聚丙烯复合材料的拉伸、弯曲强度和刚度均得到了不同程度的提升,且改性椰壳纤维/聚丙烯复合材料的力学特性更佳;改性椰壳纤维/聚丙烯复合材料应用于车载气囊盖板能够满足产品使用要求的同时增加了产品的环保、轻量化等优势,通过对椰壳纤维/聚丙烯复合材料车载气囊盖板结构的优化设计,降低其最大应力到23.36Mpa,有效减少了盖板爆破时碎屑物的生成量,增强了盖板的安全性能。研究成果为复合材料应用于汽车轻量化领域提供理论参考。     

路基拓宽工程中桩承式加筋路堤处理的数值分析

为掌握拓宽路堤荷载作用下桩承式加筋路堤的工作特性及其处理效果,建立了三维有限元分析模型,采用土水耦合单元模拟地基土,三维薄膜单元模拟土工格栅,并基于接触单元考虑桩土界面的状态非线性,从土拱效应、土工格栅的拉膜效应以及桩土作用等方面验证了桩承式加筋路堤的工作机理。计算结果表明:土工格栅最大拉力发生在原坡脚位置的桩帽边缘处,外侧桩帽边缘的格栅应力逐渐减小;桩承式加筋路堤可使地表不均匀沉降由50.0 cm减小为8.3 cm,超孔隙水压力由63.7 kPa下降为11.0 kPa,并避免了老路基顶面出现的反坡现象,但在老路基处仍出现了较大的地基沉降和超孔隙水压力,故应充分重视老路边坡位置的地基处理。     

新型土工格栅的力学性能及应用前景

介绍了新型三向土工格栅在性能上相对于双向土工格栅的优越性。三向土工格栅不仅改进了肋条的截面和网孔的形状,而且增强了节点的整体性和有效性。三向土工格栅在三个方向上都具有很高的刚度,从而真正地做到接近各向同性材料,并能在360°范围内有效传递荷载。英国交通研究室的行车试验和英国建筑研究院的承载力试验分别证明了三向土工格栅在降低沉降量和增强承载力方面有很大的提高。最后展望了三向土工格栅将会在桩承式路堤加筋、地基加固、铺面工程、铁道道床加筋和加筋土陡边坡等方面的应用前景。     

含裂纹加筋板在压缩载荷下的剩余极限强度试验研究

在老龄化引起的船舶结构安全性问题中,裂纹损伤是结构强度衰减的一个重要因素。文章采用逐步加载法对含裂纹损伤的加筋板压缩剩余极限强度进行试验研究。设计六种典型的穿透裂纹损伤加筋板,对损伤试件进行轴向压缩试验。通过改变裂纹尺寸、位置及倾角参数并根据试验观测结果,探讨了不同裂纹参数下加筋板的屈曲破坏特点和对剩余极限强度影响。试验结果表明,不同的裂纹长度以及裂纹位置改变加筋板结构承载力的分布,影响结构应力应变场,进而改变其失效崩溃模式;倾角为45°的裂纹相对于垂直于加筋的裂纹对加筋板结构的剩余极限强度影响较小,此外初始缺陷对结构的剩余极限强度的影响也不容忽视。     

不同加筋形式对结构声辐射性能的影响

本文基于统计能量法分析了横向加筋板,纵向加筋板,斜加筋板,圆心在板角的圆弧形加筋板,圆心在板中轴的圆弧形加筋板,正交加筋板等六种不同加筋形式板在100Hz至1000Hz内的声辐射特性,研究表明正交加筋板的平均辐射声压级要低于另外五种形式的加筋板.研究了两类改变加强筋间距的横向加筋板的声辐射性能,研究表明对于固定左侧的一根加强筋改变加强筋间距,随着加强筋间距的增大,辐射声压级先增大后减小,而对于板中线为基准改变加强筋间距,对辐射声压级影响不大.最后,本文研究加筋板在主机舱中的实际应用,建立了三种主机舱模型,分析模型的声辐射特性,研究表明复合加筋形式的主机舱辐射声压级最小,相对于无加筋形式,要低4~5dB左右.     

固态胺纤维制备及在密闭舱内吸附CO2性能研究

以聚丙烯腈纤维(PAN)为基体,通过水解、酰氯化及与聚乙烯亚胺(PEI)接枝反应制备得到多胺基型固态胺纤维.应用红外光谱仪、热重分析仪及扫描电子显微镜表征了纤维的官能团结构、热稳定性及表面微观形貌.在温度25.0℃、相对湿度80%、初始CO2浓度1.0%的条件下,测得纤维在30 min内对CO2的吸附量可达154.4 g/kg;105℃ 水蒸气再生10 min,循环吸附再生50次,纤维的再生效率为98.3%.     

含初始挠度加筋板的极限承载能力分析

舰船长期服役,甲板结构易产生初始挠度变形,这会对甲板承载能力带来不利影响。加筋板作为船体甲板结构的主要构成单元,研究初始挠度变形对其极限承载力的影响具有重要意义。为了确定初始挠度变形对加筋板极限承载力的影响作用,根据实际情况假设初始挠度为双三角级数形式,利用Ansys计算分析了整体初始挠度的幅值与半波数对极限载荷的影响和典型位置的应力特性,并得到初始挠度对加筋板极限载荷的影响因子计算方法。计算结果分析表明,随着初始挠度的幅值和半波数的增加,加筋板极限承载力逐渐减小;对于含有某种初始挠度的加筋板,其影响因子主要受加筋板的长宽比、厚度和加强筋间距等因素的影响。     

单向复合材料高应变率下材料特性的研究(英文)

在船舶领域,复合材料及夹芯复合材料板梁结构已大量应用在舰船结构中,尤其游艇及复合材料高速艇上.在运行过程中,这些结构有时很可能会受到如砰击、碰撞等动态载荷或高速冲击载荷.然而到目前为止,大多数的结构设计所用到的材料特性仍基于低应变率情况下的准静态测试结果.该文研究了高速艇等结构中的纤维增强复合材料高应变率情况下的材料特性,通过引入一种粘弹性模型来模拟并分析研究对象.并在世界先进的INSTRON高应变率材料试验机上设计并完成了相关试验,验证了该枯弹性模型、确定了模型中的材料参数.该粘弹性模型然后被用来研究分析应变率对单向复合材料机械特性的影响.     

纤维增强复合材料拉伸破坏过程的Monte-Carlo模拟

基于剪切滞后模型,采用影响函数叠加方法,得到复合材料在多纤维断裂下的应力场,包含了基体和界面塑性变形的影响.考虑纤维强度的统计特性,结合Monte-Carlo方法模拟丫复合材料在拉伸载荷作用下的累计破坏过程.结果表明:复合材料拉伸强度的尺寸效应与纤维强度分布的统计性质以及微观损伤诱发的应力重分配有关.文中的研究为进一步发展基于破坏机理分析的复合材料在热/机械载荷作用下的疲劳寿命预测理论奠定了基础.