基于磁电复合材料的索力传感器制备及性能试验

针对斜拉桥工程结构高精度、高灵敏、高稳定性的检测要求,设计制备了一种多层磁电复合材料的新型索力传感器。在磁致伸缩材料尺寸最优条件下,运用环氧树脂、银导电胶粘结技术和涂胶厚度控制技术,使Terfenol-D合金与PMN-PT压电晶体、两个电极片与压电晶体均匀粘结固化,制备成层状磁电复合材料。采用漏磁场小、抗干扰好的磁回路结构设计,通过有限元方法获得复合材料驱动磁场和偏置磁场的工作范围。并在拉力试验机上进行了传感器动态性能试验。研究表明,新型索力传感器精度提高1%,响应时间最大减少50%,适合于复杂多变环境下斜拉桥索力的精确可靠检测。     

基于分析方法和实证方法的ECDIS可用性评估

为了有效改进ECDIS界面设计并全面提升其可用性,构建基于分析方法和实证方法的ECDIS可用性评估框架。从可用性的概念和内涵出发,定义ECDIS的可用性标准;然后选择6种分析方法预测ECDIS的可用性,进而通过实证方法验证预测结果的准确性。针对目前最流行的2种ECDIS进行实例研究得到定量数据和定性描述,比较分析二者的可用性。基于分析方法和实证方法的评估框架对于ECDIS可用性评估是有效可行的,有助于系统界面可用性的改进和提升。     

钻井工况下悬臂梁结构强度的理论分析与试验研究

针对目前自升式悬臂梁钻井工况的特点,描述了悬臂梁在重载条件下的理论分析方法,以一台井架中心最大偏心57.5ft的自升式钻井平台为例进行了有限元分析,数值研究了悬臂梁的应力和变形情况,并通过驳船替代钻井载荷的方式进行了重载试验研究,通过对比理论与试验数据,二者吻合较好,并得出了重要的结论,为今后悬臂梁的优化设计奠定了基础。     

自升式波浪能发电装置设计与试验研究

为了解决能源短缺问题,着眼于开发丰富的波浪能,设计了一种以自升式平台为载体的新型波浪能发电装置。此新型自升式波浪能发电装置与其他波浪能发电装置相比,具有抗风、抗浪、连续、高效、稳定、适应性强等优点。采用理论分析与实物试验相结合的方法,研究该装置实施波浪发电的可行性。试验结果表明:自升式波浪能发电装置在实际海况下能够正常进行发电作业,验证了该波浪能发电装置的可行性,波浪发电效率超过项目技术指标的15%,达到了预期的效果。总的来说,自升式波浪能发电装置已经在多方面实现了突破,总体技术达到了国内领先水平。     

真空预压出膜与覆水密封效果分析

管线出膜和覆水密封是影响真空预压密封膜密封效果的两个重要方面。介绍两种有效的管线出膜方式—裤筒式出膜和法兰盘式出膜。针对膜上覆水是否具有密封作用的争论,分别采用空气动力学中的无粘性可压缩流体动力学模型和水力学中的薄壁大孔口出流模型,近似描述膜上小孔单纯进气和单纯进水的两种情况。计算表明,单位时间内膜上小孔进气驱替孔隙体积量比进水时大一个数量级,膜上覆水可以减缓真空度的损失,但仍然会浪费能量。为真空预压管线出膜施工及合理安排膜上覆水提供参考及依据。     

固有变形计算方法及其在船舶焊接结构变形中的应用

采用基于固有应变法的弹性有限元分析预测大型复杂结构的焊接变形的前提是必须已知焊缝附近的固有变形。结构的焊接残余应力与焊接变形取决于其接头的固有变形大小及分布,因此开发精确计算接头固有变形的方法,并依此建立一个完善的固有变形数据库对于大型复杂结构焊接变形的预测有重要意义。文中提出了几种计算固有变形的方法包括公式法、热弹塑性有限元法、实测法,并分别采用这几种方法对典型T型接头的横向固有收缩与纵向固有收缩进行计算,三种方法得到的结果比较一致。在此基础上,进一步以典型船体结构为研究对象,采用依照这三种方法建立的固有变形数据库对其焊接变形进行预测,并与实测数据进行比较,验证了该数据库的有效性。     

强夯法用于巨粒混合土高填方路基的试验研究

贵州省是典型的喀斯特地貌区,公路路线多穿越峰丛深谷地带。为实现生态环保,减少土石弃方,高填方路堤较多,如何减少沉降,提高强度,保证高填方体路基的稳定性非常重要。以贵州省某高速公路ZK128+890~ZK128+990段高填方路基施工为依托,基于对强夯加固理论分析和不同参数条件下高填方路基的试验研究,提出高填方路基有效加固深度经验公式,为高填方施工提供参考。     

螺旋箍筋约束高强混凝土柱轴心受压性能试验研究

为探究螺旋箍筋约束高强混凝土柱的轴心受压性能,开展了42根螺旋箍筋约束高强混凝土圆柱的轴压试验,研究了混凝土标准立方体抗压强度(58.0~90.6 MPa)、箍筋屈服强度(480~1 219 MPa)、体积配箍率(1.00%~1.60%)与箍筋间距(45~80 mm)对螺旋箍筋约束混凝土柱受压承载力和变形能力的影响。试验结果表明:箍筋约束混凝土在达到峰值压应力时,约束箍筋可能达不到屈服;约束箍筋的强度和体积配箍率相同时,随着高强混凝土强度的增高,约束混凝土达到峰值压应力时箍筋的拉应变减小;混凝土轴心抗压强度、箍筋屈服强度相同时,随着体积配箍率的提高,约束混凝土峰值压应变增大,相应的横向应变也随之增大,箍筋拉应变也增大。基于试验结果,考察了峰值压应力下箍筋拉应变与体积配箍率、混凝土强度、箍筋屈服强度和箍筋间距之间的关系,建立了峰值压应力下约束箍筋拉应变计算公式。拟合得到了约束混凝土峰值压应力f_cc、峰值压应变ε_cc、下降段曲线的特征参数(峰值压应力后85%峰值应力下的轴向压应变ε_c85、50%峰值压应力的轴向压应变ε_c50)的计算公式。给出了考虑体积配箍率、混凝土轴心抗压强度、箍筋间距和箍筋屈服强度影响的箍筋约束高强混凝土的轴心受压应力-应变关系模型。     

横肋波纹板-方钢管约束混凝土短柱轴压力学性能

横肋波纹板-方钢管(CPST)约束混凝土柱是由横肋波纹板与四角钢管焊接而成,并在腔内浇注混凝土形成的横肋波纹板约束核心混凝土、方钢管与混凝土共同承担轴向荷载构件。为了研究横肋波纹板-方钢管约束混凝土短柱的轴压性能,开展了3根横肋波纹板-方钢管约束混凝土短柱轴心受压试验。由于横肋波纹板具有较高的侧向刚度,核心混凝土能够得到较好的约束,但波纹板基本不承担轴向荷载,试件最终的破坏形式依次为方钢管局部屈曲、横肋波纹板向外鼓曲、方钢管内混凝土及核心混凝土均被压碎。在此基础上,利用ABAQUS分析了6类关键参数:混凝土的强度、正方形钢管/横肋波纹板的壁厚和抗压强度、钢管的截面尺寸。研究结果表明:如果提高混凝土强度,则抗压承载力提高,而延性降低;方钢管的厚度增加对柱的承载力和延性均有提升;方钢管的强度变高,承载力也随之提高;如果增加横肋波纹板的厚度,则承载力、延性都提高;横肋波纹板强度的变化对承载力影响不大,对延性有所提升;随着方钢管外截面尺寸变大,承载力呈现出提高的趋势。最后,基于Mander等提出的约束混凝土抗压承载力计算公式,通过引入综合影响变量,提出了计算横肋波纹板-方钢管约束混凝土短柱抗压强度的公式,期望为工程实践提供指引。     

无缝线路稳定性可靠度计算及参数敏感性分析

随着我国铁路提速进程的推进,对轨道平顺性的要求日益提高,有砟轨道无缝线路稳定性的研究就显得更加重要。无缝线路稳定性的设计参数（道床横向阻力、轨道原始弯曲、钢轨温升幅度、扣件阻矩系数）具有明显的随机性,运用概率方法对无缝线路稳定性进行分析是十分必要的。本文基于蒙特卡洛方法,分析无缝线路稳定性可靠度,并且采用单参数敏感性分析法,通过改变各参数的平均值,而保持其变异系数不变,对设计参数进行敏感性分析。结果表明,设计参数中的道床横向阻力、轨道原始弯曲、钢轨温升幅度对于无缝线路稳定性可靠度具有较高的敏感性,而扣件阻矩系数对可靠度的影响较小。并且得出一些对于保障行车安全和提高线路养护维修的效益有一定参考价值的结论。