关键词： 钢筋混凝土梁   碳纤维增强复合材料   力学性能   有限元分析  

摘要： 为了研究碳纤维增强复合材料(CFRP)对钢筋混凝土梁的加固效果,对6组钢筋混凝土梁的抗弯性能开展试验研究,在试验研究中重点考察了CFRP加固对RC梁受弯时力学性能的影响。结果表明:①经CFRP布加固后的RC梁相较于未加固的RC梁,开裂荷载增加47.4%,屈服荷载增加34.2%,极限荷载增加27.4%。②CFRP加固后,梁内纵筋屈服时最大裂缝宽度减小0.1 mm,梁破坏时最大裂缝宽度减小0.8 mm。③CFRP加固能较大程度提高梁的力学性能及梁的延性,改善梁的破坏过程。为了继续探究CFRP的最佳加固形式,通过ABAQUS有限元数值模型模拟未加固及不同加固形式作用下梁加载的受力全过程,模拟结果与试验结果基本吻合。结果表明:增加加固层数、加固层厚度及改变加固形式都能显著提高梁的承载力,其中四面环绕式及三面U形的加固形式加固效果最好,加固层数控制在3层内加固效果最佳。

关键词： 防坠落保护   结构有限元分析   应力分析  

摘要： 目前,高压输电线路高空作业人员攀登杆塔多采用双钩或安全腰带和后备保护绳交替保护的方式。针对该类作业劳动效率低、劳动强度大等问题,本文设计一种无人机搭载的用于高空作业后备保护的挂架,通过无人机搭载将挂架安装在铁塔塔材上,配合绝缘绳索为人员爬塔提供防坠落保护,从而降低劳动强度和人员高处坠落的风险。本文采用向量式有限元(VFIFE)模型对无人机协同后备保护装置进行研究,基于向量式有限元建立后备保护装置的运动控制方程,并利用中央差分法求解结构的动力响应。仿真结果表明,在静荷载和动荷载的叠加作用下,输电高空作业无人机协同后备保护装置的结构设计和机械强度合理有效,可以作为高空作业人员防坠落保护装置来提高作业安全性。

关键词： 灌浆套筒   饱满度   压电波动法   检测   有限元分析  

摘要： 压电波动法质量检测技术具有检测精度高、适用范围广等特点,已应用于装配式结构竖向连接的套筒灌浆饱满度检测。为探究压电陶瓷测点布设方法对灌浆套筒压电波动法检测精度的影响机制,对钢筋直径分别为12,18,25mm灌浆套筒试件(共42支)进行压电波动检测试验,试验参数为压电陶瓷类型、压电陶瓷布设位置及间距。研究结果表明,灌浆套筒试件测点宜采用内嵌式布置,环形压电陶瓷可用于高精度检测;有限元模拟可较好地模拟正弦应力波在灌浆套筒内部的传播路径;小波能量分解法和幅值差值计算法均可分析测点布设检测精度,前者检测精度较高,后者操作简单。

关键词： 质子交换膜燃料电池   有限元   接触角   水管理   流场   流速  

摘要： 建立质子交换膜燃料电池(PEMFC)的二维直流道模型,分析液滴在流道内的产生、破裂及传输全过程,探究进气速度、气体扩散层表面亲疏水性以及挡板结构参数等关键性因素对液滴传输特性的影响。仿真结果表明,提高进气速度有助于强化液滴的去除效果,但过高的气体流速会将液滴推向气体扩散层表面,造成液滴累积;亲水性较强的气体扩散层表面导致液滴严重坍塌形变,堵塞气体扩散层孔隙;液滴在疏水性气体扩散层表面流动速度相对较快,壁面附着力小,利于流道排水;增大挡板堵塞率可提高挡板下方及后方区域气体流速,提高液滴吹扫能力;挡板表面亲疏水性对流道内液滴去除效果影响较弱。

关键词： 强震山区   桥梁抗震延性设计   有限元   塑性铰  

摘要： 以某强震山区桥梁为例,利用大型有限元计算分析程序Midas Civil进行空间模型建立,并考虑土对桩的影响,分析桥梁的自由振动特性。在选择合适的地震波进行时程分析后,结合弯矩—曲率曲线的分析结果,判断了墩柱塑性铰的转角能力是否满足相关规范的要求。对桥墩的抗剪能力进行了验算,通过详细描述设计过程及要点,为类似强震山区桥梁抗震设计提供参考。

关键词： 驱动桥壳   有限元   尺寸优化   汽车轻量化   台架试验  

摘要： 【目的】为研究某新款皮卡汽车后桥壳的静态特性及轻量化优化问题,【方法】采用有限元平台仿真与台架试验结合的研究方法。首先,在Hypermesh软件建立具有高计算精度的有限元模型;其次,使用ABAQUS仿真平台分析了桥壳在满载工况下的应力及位移,确定了危险截面位置;随后,通过Optistruct优化模块对桥壳和钢板板簧座等零部件进行了尺寸优化;最后,通过垂直弯曲静刚强度台架试验验证了轻量化优化的可靠性。【结果】有限元分析结果表明,桥壳的危险截面位于钢板板簧座与桥壳连接处,最大应力和变形量分别为307.20 MPa和1.440 mm。Optistruct尺寸优化后的桥壳重量由59.07 kg降低至52.55 kg,减重率11.04%。应力上升至310.10 MPa,但仍小于桥壳材料45钢的屈服强度355.00 MPa,变形量小于标准1.400 mm。台架试验结果表明,桥壳通过垂直弯曲静刚强度试验,符合汽车驱动桥台架试验标准。【结论】所建立的有限元模型具有较高的准确性,仿真结果与台架试验结果高度接近。经Optistruct优化后的桥壳具有良好的力学行为表现,该模块在桥壳轻量化优化方面具有较高的可靠性。

关键词： 绝缘子   图像分割   耦合神经P系统   区域生长  

摘要： 针对复杂背景下无人机航拍图像分割算法训练规模大、计算代价高等问题,提出一种用耦合神经P系统进行图像分割的新方法(CCNP)。该方法基于耦合神经P系统的脉冲机制与耦合机制,将区域生长与耦合神经P系统相融合,通过神经元的脉冲机制,自动激活各个像素点,并根据激活状态将像素点纳入相同区域,有效提高每个像素点的点火速度,克服因像素值过低而难以点火的问题。利用伯克利图像进行验证,CCNP在IOU、DICE指标均值分别为0.94和0.97,MAE指标均值为0.04,三种指标上表现更佳,能够提升图像分割的精度,证明了CCNP的可行性。此外,通过对中国电力线绝缘子图像和无人机航拍图像的实例结果进行分析,进一步证明了CCNP在复杂背景下分割航拍图像中绝缘子的有效性,为航拍绝缘子图像分割提供了一种新方法。

关键词： 主缆锚具   锚具设计   超高强钢丝缆索   有限元分析  

摘要： 随着悬索桥跨径的增大,主缆钢丝的强度等级不断提高,对锚具的合理设计也提出了更高的要求。本文对主缆锚具的现有设计方法进行了介绍。基于2200 MPa级超高强钢丝缆索,对主缆锚具的材料、结构形式与外形尺寸开展初步设计,提出了新型主缆锚具的设计方案。采用有限元方法建立锚具的精细有限元模型,对设计方案的受力性能进行了数值模拟与参数分析。结果表明新型主缆锚具受力合理,设计方案可行,锚具壁厚、摩擦系数对锚具应力水平的影响最为明显,并据此提出了锚具的建议优化设计方向。

关键词： 隧洞下穿   盾构施工   沉降控制   有限元分析   Peck法   保护加固措施  

摘要： 文章依托珠江三角洲水资源配置工程干线西沥水道段,通过Peck法与有限元相结合,对输水盾构隧洞下穿施工可能诱发的西沥水道堤防沉降影响进行了分析,并基于有限元分析结果针对提出了监测与加固措施。结果表明:有限元分析结果与Peck法地层损失2%时的沉降量峰值相近,堤防由于盾构隧洞下穿施工诱发的不均匀沉降倾度最大计算值为0.07%,小于开裂临界倾度1%,因此输水隧洞下穿施工诱发的不均匀沉降不会导致堤防发生开裂;输水隧洞下穿西沥水道堤防时,采用二次注浆、超前注浆等加固保护措施,可减少盾构施工过程中产生的不利影响。研究成果可为盾构隧洞下穿堤防实际施工提供参考。

关键词： 重金属   颗粒物   微波消解   电热板消解  

摘要： 在颗粒物重金属监测的全过程中,布点采样、试剂空白和滤筒(滤膜)空白的控制,前处理及实验室分析等各个环节均可能影响分析的准确度,特别是消解过程中不同消解方法对不同金属元素的消解效率是影响监测结果准确度的关键因素。文章对相同样品分组进行微波消解与电热板消解,通过采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定,分析对比不同消解方法对方法检出限、滤筒(滤膜)空白、正确度、精密度等方面的影响,从而为颗粒物中重金属测定工作中所使用的消解方法的优化选择提供参考。