检索结果-南通市图书馆

作者：杜宗松重庆交通大学

学位级别：硕士

随着科学技术的不断发展,公共交通、民用建筑以及工业建筑得到了飞速的发展,Winkler地基板作为一种重要的结构元件,其自由振动问题一直都受到工程师的广泛关注。近二十余年,针对自由振动下各参数与频率的耦合问题,学者们已从简单边界逐... 详细信息

随着科学技术的不断发展,公共交通、民用建筑以及工业建筑得到了飞速的发展,Winkler地基板作为一种重要的结构元件,其自由振动问题一直都受到工程师的广泛关注。近二十余年,针对自由振动下各参数与频率的耦合问题,学者们已从简单边界逐渐扩展到多种复杂边界或外界限制条件,但是目前已有方法在研究对象改变时需要重新迭代求解,造成了计算工作的繁琐与不便。因此,近年来学者尝试从方程入手,在无量纲体系下约化动力学方程,减弱系统参数对动力学方程与频率方程的影响。但是受限于当前无量纲方法的不彻底,均不能得到不依赖系统物理参数的频率方程,同时由于当前无量纲方法的局限性导致目前频率求解算法针对任意参数改变时则需要重新迭代求解,在一定程度上限制了各种Winkler地基板频率求解方法的推广和应用,其低效性的缺点仍需要进一步研究解决。因此,本文通过时空放缩建立新的时空坐标系,解除抗弯刚度、密度、地基刚度等物理参数对动力学方程的限制,在此基础上提出系数标准化简化算法。通过案例验证了该算法的准确性与可行性,并利用该算法对新时空坐标系下两块Winkler地基板自由振动情况进行求解,根据结果得到新时空坐标系下Winkler地基板频率的相似性。主要研究工作如下:(1)针对于Winkler地基板的求解方法以及约化进展,对国内外研究现状进行调研,总结该领域当前进展和研究成果,分析该系统当前研究所存在的问题。根据目前动力学方程系数标准化个数的不同,对该系统分为未系数标准化、弱系数标准化、两系数标准化三个阶段,归纳每种阶段下的发展与局限,在此基础上引出本文的研究目的和意义,建立与本文的联系。确定本文从动力学方程入手,以减少参数对自由振动系统的影响为导向,建立适用于任意参数下的动力学方程。(2)建立新的时间、空间坐标系,在该坐标系下通过时空放缩实现动力学方程系数标准化,建立适用于任意物理参数变化下的Winkler地基板动力学方程。在新坐标系下对动力学方程求解以得到在确定边界条件下仅由板长所决定的频率方程,求解频率方程得到Winkler地基板自由振动下的基础解,即:频率-双边长三维曲面,为后续的简化求解以及统一求解部分奠定了基础。(3)验证不同阶段频率方程形式的统一。通过分析各层次下动力学方程的异同,阐明当前组合参数的物理意义。分析得到了曲面、曲线、点的性质,结合两种不同体系间转换关系,为该系统频率简化求解以及统一求解问题提供了理论依据。(4)基于Winkler地基板自由振动下的基础解以及有量纲-无量纲两种体系的转换关系,提出适用于任意物理参数变化下的频率求解算法。利用该算法与已有文献进行对比,验证该算法的准确性与可行性。针对于两块无量纲边长相同情况下的Winkler地基矩形薄板进行求解,得到等频率比Winkler地基板以及同频率Winkler地基板,总结了同一无量纲板长下两块矩形板其频率的特性。

关键词： Winkler地基矩形板无量纲化简化求解统一性

混凝土梁超声测试的湿度效应分析及其量化去除

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混凝土梁超声测试的湿度效应分析及其量化去除

作者：张后丽重庆交通大学

学位级别：硕士

超声检测技术已广泛运用于混凝土结构中,但超声检测信号稳定性受多种因素干扰。环境湿度是其中一种主要的影响因素,而环境湿度变化对混凝土超声检测信号的影响机理尚不明确。本文为考察和消除环境湿度变化对混凝土超声检测产生的影响,... 详细信息

超声检测技术已广泛运用于混凝土结构中,但超声检测信号稳定性受多种因素干扰。环境湿度是其中一种主要的影响因素,而环境湿度变化对混凝土超声检测信号的影响机理尚不明确。本文为考察和消除环境湿度变化对混凝土超声检测产生的影响,提高检测信号稳定性,对混凝土工字梁超声测试中的湿度效应展开研究。主要研究工作和成果如下:(1)调研与湿度相关的混凝土结构超声检测方面的国内外文献,及具有高湿热特点的重庆市地区全年自然环境下的湿度变化情况。对环境湿度影响超声检测方面的研究内容作分类整理,由此提出本文的研究内容。根据重庆市近年来的气象数据分布特点,设计了一个试验时间为连续采样14d为1期,总计11期,共154d的室内自然环境下混凝土工字梁超声测试试验,同时采集信号、环境温度和环境湿度数据。通过154d的采样,所收集的环境湿度数据在50%～95%范围内,大部分在70%～90%之间,占80%以上。(2)从信号稳定性和信号波形两个角度分别考察信号受环境湿度变化的影响机理。构造信号向量间归一化偏转角作为衡量信号稳定性的指标,分析不同时间尺度内的环境湿度对信号稳定性及信号波形的影响特征。结果表明,试验时间跨度越大,环境湿度变化范围越大,信号稳定性随湿度变化增大而变差,信号波形随湿度变化发生时移和幅值的缩放。(3)利用奇异值分解方法对采集到的超声信号进行非线性滤波,分离信号中的湿度效应进行量化。通过构造信号的几何残差矩阵进行奇异值分解,提取信号中的各阶湿度效应,并选用多项式函数对其进行回归分析。结果表明,第1阶湿度效应分量最大,与相对湿度之间呈线性变化;阶次越高的湿度效应分量在所有湿度效应中的占比越小,与相对湿度之间呈曲线变化。在本文试验条件下,前5阶湿度效应总和可达到全部湿度效应的90%以上。(4)通过去除信号在奇异向量上的投影去除信号中的湿度效应,并分析去除湿度效应后的信号稳定性及信号波形变化情况。去除结果表明,去除前1阶湿度效应后信号稳定性可大幅提高,去除湿度效应总量越多,信号越稳定,信号波形间的差异越小。在本文试验条件下,去除前5阶湿度效应后,信号稳定性均值可提高90%以上,信号的波形基本重合,表明信号中的环境湿度干扰被有效去除。

关键词：混凝土梁超声信号湿度效应奇异值分解

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欧拉梁的哈密顿变分推导及其应用研究

欧拉梁的哈密顿变分推导及其应用研究

作者：唐宇重庆交通大学

学位级别：硕士

欧拉梁模型在工程结构中被广泛应用,其波传播和自由振动问题通常归结为微分方程组的求解。针对以上问题,以往的研究主要集中在单变量的拉格朗日体系下进行,但是求解过程中出现的高阶微分方程造成了求解的困难。不同于拉格朗日体系,多类... 详细信息

欧拉梁模型在工程结构中被广泛应用,其波传播和自由振动问题通常归结为微分方程组的求解。针对以上问题,以往的研究主要集中在单变量的拉格朗日体系下进行,但是求解过程中出现的高阶微分方程造成了求解的困难。不同于拉格朗日体系,多类变量的哈密顿体系通过引入对偶变量,降低了方程的阶次,使得多种数学物理方法得以应用,优化了微分方程的求解。哈密顿体系作为三大力学体系之一,在力学问题的研究中得到了广泛应用。然而,关于欧拉梁理论的哈密顿体系表述,在文献中却鲜有提及。哈密顿变分推导的关键是引入对偶变量,但在欧拉梁的变分推导中,传统的勒让德变换法在引入对偶变量时失效,需要寻求新的方法来克服这一问题。为此,本文基于哈密顿变分原理,结合欧拉梁理论的假设条件,采用适当的变量代换,成功引入对偶变量。在此基础上,进一步推导出欧拉梁的哈密顿对偶方程,从而构建了一套适用于欧拉梁的哈密顿体系求解框架。在哈密顿体系下,欧拉梁的波传播与自由振动问题转化为哈密顿矩阵的本征值问题,有助于深入理解欧拉梁系统的内在特性。本文主要研究工作如下:(1)梳理了梁理论的发展脉络并调研了梁力学问题的研究现状。哈密顿体系被广泛运用于应用力学问题领域,通过引入对偶变量,降低方程阶次,有效减小了方程的求解难度。此外,哈密顿矩阵的本征值具备明确的物理意义,有助于理解系统的本质属性。调研结果表明,当前关于欧拉梁在哈密顿体系中的研究较为匮乏。因此,本文将首先推导欧拉梁的哈密顿对偶方程,并以此为基础展开研究工作。(2)简要概述了哈密顿辛对偶体系的基本概念和原理。哈密顿辛对偶体系以做功为研究对象,这是一个具有辛结构的相空间。在辛空间中,不同的线性空间可能具有不同的物理量纲,但是它们的乘积具备明确的物理意义。此外,辛空间内的任意向量都可以由一组共轭辛正交标准基线性组合得到。(3)将哈密顿体系引入欧拉梁理论研究。基于哈密顿变分原理和拉格朗日乘子法,推导出了欧拉梁的哈密顿对偶方程。在此基础上,利用哈密顿矩阵的本征值特性,结合具体的边界条件,得到六种边界条件下的频率方程。通过与文献结果对比,验证了本文所得解析解的正确性。(4)在哈密顿体系下研究了欧拉梁的波传播问题。利用哈密顿矩阵的数学性质及精细积分等方法,获得了欧拉梁仅包含通带部分的散射矩阵。通过数值算例分析,得到了欧拉梁的能带结构曲线,并证明了散射矩阵是酉矩阵,满足功率流守恒。(5)将哈密顿体系由欧拉梁推广应用至Winkler地基梁。根据本征函数的特点所绘制的本征值谱清晰地展示了频率与波数的关系,从而建立了波传播与振动两个领域之间的联系。推导的频率方程与全模态向量完全由本征向量中的元素构成,有利于问题的定性分析。此外,全模态向量同时包含位移和应力,能够提供更为全面的模态结果。

关键词：哈密顿体系辛空间拉格朗日乘子法欧拉梁 Winkler地基

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对称三分位集中阻尼弦系统的阻尼特性

对称三分位集中阻尼弦系统的阻尼特性

作者：杨钰峰重庆交通大学

学位级别：硕士

带有集中粘滞阻尼的张紧弦系统在力学模型上属于混杂动力学系统,作为分析斜拉索安装阻尼器时的基础模型。该系统的阻尼特性通常可归结为求解其本征问题,采用近似方法或数值方法求解,这对拉索的低阶模态(如前五阶)振动问题取得了较好的... 详细信息

带有集中粘滞阻尼的张紧弦系统在力学模型上属于混杂动力学系统,作为分析斜拉索安装阻尼器时的基础模型。该系统的阻尼特性通常可归结为求解其本征问题,采用近似方法或数值方法求解,这对拉索的低阶模态(如前五阶)振动问题取得了较好的控制效果,为更深入的理解系统的动力特性,还须考虑解析求解的路径。与此同时,随着拉索长度的不断增加,拉索的振动问题愈加复杂,为提高控制效果,工程中已出现同时安装两个阻尼器的案例。因此,从完善动力学基础理论和工程应用需求两个角度出发,本文针对带有两项集中粘滞阻尼的张紧弦系统的动力学本征问题进行研究。本文针对张紧弦-双集中粘滞阻尼系统的动力学本征问题,首次得到双集中阻尼弦系统最基础的解析解,即两项阻尼对称布置于三分位时系统本征问题的闭合解,分析本征解的性质,讨论阻尼对称安装与单侧安装系统阻尼效果的等效性,与现有文献结果进行对比讨论。主要研究内容与结论如下:(1)简要介绍斜拉桥的发展和拉索的振动问题,梳理拉索振动控制措施的应用与发展,针对安装阻尼器这一减振措施,详细梳理国内外关于拉索-阻尼器系统的理论研究,分单阻尼系统与双阻尼系统两个研究阶段,总结已取得的成果和仍待解决的问题,建立与本文研究内容的联系,明确从解析角度探究张紧弦-双集中粘滞阻尼系统的动力学特性这一问题导向。(2)导出张紧弦-双集中粘滞阻尼系统超越函数形式的频率方程,通过双曲变换在阻尼位于对称三分位的情况下将频率方程代数化,代数化后的频率方程为仅包含双曲正切函数的二次方程,解析地给出两类本征解的闭合形式。根据本征解的函数变化特征分析解的共轭性,根据本征解随阻尼系数的变化规律总结两类特征阻尼,再根据特征阻尼为界划分阻尼区间,为后文的分析建立基础。(3)基于代数方程给出的本征值闭合解,分析对称三分位阻尼弦系统在不同阻尼系数比下的阻尼特性。在两阻尼系数相等的情况下,分析系统本征解的性质,包括系统的阻尼效果、频率和本征函数,重点关注各项参数随阻尼系数变化的规律,以及各类极限情况下系统的阻尼特性;在两阻尼系数不相等的情况下,分析系统在不同阻尼系数比范围内本征解的变化规律,重点讨论特征阻尼随阻尼系数比变化的特点,总结两类解支中特征阻尼的变化规律。(4)将对称三分位阻尼弦系统的本征解自然退化到单三分位阻尼弦系统,对比分析两系统的阻尼特性。当阻尼系数相等时,从本征值显式解析表达式和代数形式的频率方程两个方面,证明了两系统阻尼效果的等效性,且该特性不随阻尼系数的不同取值而改变。发现两系统频率的值域恰好构成了全体实数域,且两系统的频率相互独立,意味着在两种系统的自由振动中,不会出现相同的自振频率。

关键词：阻尼特性双阻尼弦系统本征问题集中粘滞阻尼阻尼效果的等效性

基于模糊综合评价法的桥路结合段行车安全评估及保障技术研究

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基于模糊综合评价法的桥路结合段行车安全评估及保障技术研究

作者：曾嵩重庆交通大学

学位级别：硕士

近二十年来,随着我国社会经济的发展,我国交通科学技术和基础设施建设均取得了巨大进步。伴随着西部大开发策略的实施,我国公路建设逐步走向西部山区、丘陵等地形复杂的地区。由于地形复杂多变,山区公路桥隧所占比重较大,且在山区公路... 详细信息

近二十年来,随着我国社会经济的发展,我国交通科学技术和基础设施建设均取得了巨大进步。伴随着西部大开发策略的实施,我国公路建设逐步走向西部山区、丘陵等地形复杂的地区。由于地形复杂多变,山区公路桥隧所占比重较大,且在山区公路桥路结合段,往往在设计上不得不降低技术指标来降低公路总造价。根据大量的现场调研,山区公路桥路结合段的行车安全性普遍偏低,但国内现阶段对该路段的行车安全性研究较少,也没有一本规范专门针对此路段作系统的规定。为此,本文针对山区公路桥路结合段作了大量的研究工作：①收集、整理、分析与山区公路桥路结合段相关的规范及技术资料,以及有针对性的进行实地调研,重点是桥隧结合段,总结出事故的时间分布、形态分布以及车型分布等特征。②在资料调研与事故特征分析的基础上,分析得出影响山区公路桥路结合段行车安全的主要因素。运用层次分析法建立了山区公路桥路结合段行车安全评价指标体系与递阶层次结构模型。③运用专家调查法构造山区公路桥路结合段行车安全影响因素判断矩阵,采用计算机编程计算,评价了指标的相对权重,通过计算示例详细阐述了模糊综合评价法在山区公路桥路结合段行车安全评价的实现过程。

关键词：桥路结合段安全评估保障技术模糊综合评价法

基于自旋标记下T2弛豫时间测量与相位对比技术的代谢功能研究

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基于自旋标记下T2弛豫时间测量与相位对比技术的代谢功能研究

作者：娄亚先南京航空航天大学

学位级别：硕士

现代航空飞行中,加速度过荷易引起飞行员的意识丧失。飞机性能的提升以及任务的无差错性,要求飞行员在高精度的保护环境下作业,对飞行员脑血流量和脑氧代谢率两个重要生理指标的测量及时间进程下的参数分析,可提升过荷保护机制系统的精... 详细信息

现代航空飞行中,加速度过荷易引起飞行员的意识丧失。飞机性能的提升以及任务的无差错性,要求飞行员在高精度的保护环境下作业,对飞行员脑血流量和脑氧代谢率两个重要生理指标的测量及时间进程下的参数分析,可提升过荷保护机制系统的精确度,保障飞行安全。目前,常用的测量脑氧代谢率的方法,即使用正电子发射仪。另外,也可使用特殊设备对血液样本立即进行分析。然而,这些实验处理流程需要相对较高的成本,且对身体产生损伤,不能成为常规的检测手段。本文结合了磁共振自旋标记下的T2弛豫测量技术与相位对比技术,无损地测量了脑血流量,氧摄取率和脑氧代谢率。首先,使用T2-relaxation-under-spin-tagging技术测量大脑静脉含氧量。本方法摒弃了传统的自旋回波序列,以0ms、40ms、80ms、160ms四个有效回波时间下的一组T2预饱和脉冲为基础,最大限度的减少血液流动对T2估计的影响,并交错使用控制瓣与标记瓣,分别对四个有效回波时间下采集的的控制像与标记像配对相减,测量静脉血的T2弛豫时间,并通过校正实验,解算出静脉窦的血液含氧量值,在每一组回波射频结束后打入90°非选择脉冲重置所有的质子磁化。其次,使用磁共振相位对比技术,测量四根大脑供血血管(左颈动脉,右颈动脉,左椎动脉与右椎动脉)的血流值,该方法根据梯度场下质子流动的速度越快,相位改变越大的原理为基础,设定双极梯度场,定量大脑动脉血流值,并通过3D结构像计算脑重量以评估大脑平均血流值。最后,根据菲克定理,结合静脉含氧量,脑血流值及红细胞比容值计算出脑氧代谢率。本文实验测得的大脑静脉含氧量值(64.48±5.33%)与磁共振相位图解算的全脑静脉含氧量值(67.84±8.52%)一致,脑血流值与动脉自旋标记技术测得的脑血流值高度相关(p<0.01)。此外,本文还进行了咖啡因摄取对照实验与年龄性别对照实验。结果表明摄取咖啡因后,脑血流值下降,氧摄取率提高,总脑氧代谢率提高,该结果与PET测量结果一致;年老组的脑血流值与氧代谢值相比年轻组下降,且男性比女性下降的更快。磁共振自旋标记下的T2弛豫测量技术与相位对比技术完全无损,且总扫描时间不超过六分钟。在成为检测飞行员代谢指标的标准流程中具有较大的潜力。

关键词：自旋标记下的T2弛豫测量相位对比静脉含氧量脑血流脑氧代谢率

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钢箱梁桥面高温摊铺层间效应分析

钢箱梁桥面高温摊铺层间效应分析

作者：王云重庆交通大学

学位级别：硕士

随着公路桥梁的不断建设,钢箱梁使用数量正逐年升高。为适应钢桥面的大变形,桥面铺装材料通常采用变形追随性较强的沥青混合料,但沥青混合料在铺装过程中摊铺温度不可避免;当摊铺过程中发生温度变化时,桥面铺装体系的每一部分都将由于... 详细信息

随着公路桥梁的不断建设,钢箱梁使用数量正逐年升高。为适应钢桥面的大变形,桥面铺装材料通常采用变形追随性较强的沥青混合料,但沥青混合料在铺装过程中摊铺温度不可避免;当摊铺过程中发生温度变化时,桥面铺装体系的每一部分都将由于变温而引起热胀冷缩的变形,这种变形受到内部各部分之间的相互约束和边界上的外部约束时即产生温度应力;目前国内外科研人员从桥梁所处的年气温变化、昼夜温差变化、骤然降温等角度对桥梁所处的温度场进行了较多的研究,但在对钢桥面层间摊铺温度效应方面,研究还较少。本文基于传热学理论,针对钢箱梁桥面高温摊铺效应这一问题,通过现场实测和数值仿真的方式确定了摊铺温度场,并对其温度效应进行分析。主要研究内容如下:通过查阅相关文献的方式,对目前国内外有关桥梁及路面温度场的研究现状进行调查分析;同时对钢箱梁桥面高温摊铺时的传热机理进行明确,对摊铺温度场的边界条件进行确定。以重庆丰都长江二桥桥面铺装工程为依托,采用合理的温度测试方案,实时地对沥青混凝土摊铺过程中钢箱梁内部温度场进行测试,明确了沥青混凝土在摊铺过程中钢箱梁温度场内部的分布情况。基于传热学理论,利用Abaqus有限元软件,通过设置生死单元的方式模拟桥面沥青混凝土移动摊铺过程,同时考虑热传导、对流传热、辐射传热三大影响因素,对钢箱梁桥面摊铺过程温度场进行模拟,并同现场实测数据进行了对比;结果表明高温摊铺过程中钢箱梁由于纵横向加劲肋等桥面系构造原因温度存在不同程度的波动,且温度梯度现象明显。在模拟出摊铺温度场的前提下分别确定出对钢箱梁结构本身及桥面铺装体系的温度效应;从影响摊铺温度场、温度应力以及实际工程操作可行性的角度对减弱不利温度效应提出了建议。

关键词：传热学理论温度场温度应力钢箱梁摊铺

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扣锚索一体化斜拉扣挂成拱计算研究

扣锚索一体化斜拉扣挂成拱计算研究

作者：李智恒重庆交通大学

学位级别：硕士

国内拱桥自1968年第一次采用斜拉扣挂法施工,随着工法改进和钢绞线技术发展,在1996年第一次用扣锚索一体化施工。当时算法不能准确模拟索鞍和拉索间的关系,主拱线形难以控制,在后续拱桥施工中多采用扣锚索分离工法。但近年来,国内钢箱... 详细信息

国内拱桥自1968年第一次采用斜拉扣挂法施工,随着工法改进和钢绞线技术发展,在1996年第一次用扣锚索一体化施工。当时算法不能准确模拟索鞍和拉索间的关系,主拱线形难以控制,在后续拱桥施工中多采用扣锚索分离工法。但近年来,国内钢箱拱桥采用扣锚索一体化施工的数量逐渐增大,跨径越来越大,技术要求提高,但尚未引起足够重视。其索鞍处索的滑移计算问题没有完全解决,需要有相应算法。因此,本文对扣锚索一体化施工进行研究,开展如下工作:(1)调研扣锚索一体化工法实践和相应结构计算的发展,分析其技术要点。以学术文献为主要查阅对象,其他可靠来源为辅助。从1996年扣锚索一体化施工开始至目前,查阅拱桥相关文献191篇,直接密切相关有20篇;调研扣锚一体化相关的悬索桥和斜拉桥245篇。梳理相关算法,从反向延长法至折减弹性模量法,结果表明:两者仅考虑拉索弹性变形的影响,未考虑索在滑移条件下联合变形平衡和几何协调关系,所以需要进一步研究。(2)研究考虑鞍座处的几何变位和切向力平衡条件下索力相等,同时考虑扣塔-拉索-拱段的整体刚度,根据力矩平衡、变形协调和索本构关系建立非线性方程组,并联立进行求解。进一步考虑到工程应用,将非线性方程进行线性简化,在忽略高阶的近似条件下,推导了简化算法,编制相应计算流程。在文献相同的假设条件下,本文算法可退化为文献算法。本文建立算例进行验证,并与文献算法进行对比,分析三者产生差异的原因。算例结果表明:本文算法与反向延长法相比,索力增量占绝对量1.4%,但索力增量相差59.1%;与常规零位移法相比,索力增量占绝对量2.5%,但索力增量相差108.1%。证明本文算法计算结果更加接近反向延长法。应注意到三种方法计算得出的索力增量占绝对索力的比例不到5%。(3)以新滩溪特大桥为实际工程背景,对该桥10根扣索进行计算。分析几种拱轴线形的区别与联系并对其做出计算,提出“线形控制为主,索力控制为辅”的钢箱拱桥施工控制原则。用三种算法对其进行索力计算,结果如下:本文算法与反向延长法索力最大误差为5.2%;与常规零滑移法最大误差为8.6%。结论是:要准确计算扣锚索一体化施工中的主拱线形和索力,应考考虑扣塔几何变位的影响和扣锚索-索塔-拱圈节段的整体变形和体系刚度。在本文假设条件下,计算结果和实桥测试结果基本吻合,该算法可供同类工程参考。(4)研究实际工程中索鞍处实际摩擦系数的范围。利用文献提供摩擦系数计算公式,结合现场的的索力16组实测数据。求得转向索鞍处扣锚索的索力差,测算索鞍处的等效摩擦系数。实测摩擦系数最大值为0.413,最小值为0.177。并结合相关规范推得实桥的等效摩擦系数应介于0.2～0.3之间。

关键词：钢箱拱桥斜拉扣挂扣锚一体化拱圈线形扣索索力

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斜拉索内钢丝间弯曲滑移数值模拟及分析

斜拉索内钢丝间弯曲滑移数值模拟及分析

作者：燕海蛟重庆交通大学

学位级别：硕士

斜拉索弯曲疲劳问题是世界范围内的斜拉索技术研究的前沿课题。相关研究表明：拉索在锚固端偏转角以及振动作用下，索内钢丝层间会出现分层滑移现象，索内钢丝的在滑移和粘结（非滑移）之间反复变化使得拉索在锚固端的局部刚度出现较强... 详细信息

斜拉索弯曲疲劳问题是世界范围内的斜拉索技术研究的前沿课题。相关研究表明：拉索在锚固端偏转角以及振动作用下，索内钢丝层间会出现分层滑移现象，索内钢丝的在滑移和粘结（非滑移）之间反复变化使得拉索在锚固端的局部刚度出现较强的非线性，由此产生的弯曲疲劳应力是造成斜拉索疲劳破坏的首要因素。本文基于接触力学理论，通过有限元数值仿真的手段对索内钢丝的受力机制做了进一步的深化。论文主要完成了以下工作： 1.对斜拉索弯曲疲劳性能的研究现状做了深入的调研工作，归纳各国在斜拉索弯曲疲劳方面的理论和试验研究成果。重点总结了本课题的团队近年来在索内钢丝分层滑移理论、试验方面的研究成果。 2.采用初应变法和降温法在ANSYS中模拟索内钢丝在两端给定张拉力、扭绞角作用下，两层钢丝之间的等效线压力，与本团队理论推导的结果完全吻合。 3.基于经典赫兹接触理论，通过有限元数值仿真的手段分别对两根钢丝在实桥状态下的接触进行分析，通过不同的分网方法对平面单元、实体单元有限元模型进行对比分析，寻求网格数量、质量以及计算结果精度之间的平衡。 4.基于两根钢丝的经典赫兹接触理论，对1×7-Φs15.2mm的钢绞线断面进行有限元数值仿真，对常规索力作用下的“拱机制效应”进行了深入研究，通过对比环向接触区、芯丝核心接触区的接触反力比例，提出弯曲滑移的简化手段，对工程具有一定指导意义。

关键词：斜拉索等效线压力接触应力拱机制效应 ANSYS

钢筋混凝土梁简单应力场的超声波测试影响因素分析

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钢筋混凝土梁简单应力场的超声波测试影响因素分析

作者：汤真重庆交通大学

学位级别：硕士

目前,混凝土应力的超声尾波测试技术受到了国内外研究人员越来越多的关注,研究对象从单轴均匀应力场下的标准试块扩展到多轴平滑应力场构件,其基本研究目的是建立尾波参数指标与混凝土应力对应的函数关系。本文以国家自然科学基金项目(... 详细信息

目前,混凝土应力的超声尾波测试技术受到了国内外研究人员越来越多的关注,研究对象从单轴均匀应力场下的标准试块扩展到多轴平滑应力场构件,其基本研究目的是建立尾波参数指标与混凝土应力对应的函数关系。本文以国家自然科学基金项目(批准号:51478072)中的“偏心受压应力场下超声尾波时域信号参数分析”为研究内容,以钢筋混凝土工字梁为研究对象,基于奇异值分解的数据处理算法提出采用超声幅值特征向量表征应力变化的试验技术路线,通过超声仪参数、耦合剂、温湿度等因素的分析,设计并实施了钢筋混凝土工字梁偏心受压特定荷载模式下的超声尾波测试试验方案,建立了超声尾波信号与荷载等级之间的线性拟合关系。主要研究内容如下:(1)基于国内外文献调研成果,提出本文的研究路线。重点调研超声尾波在混凝土结构应力测试方面的研究成果,并整理、归纳和分析国内外相关研究的原理、方法、试验方案和结果,结合课题组基于泰勒级数及奇异值分解的超声尾波测试试验和分析结果,提出采用超声幅值特征向量表征应力变化的试验技术路线。(2)搭建超声测试试验平台,设计并实施了钢筋混凝土工字梁偏心受压特定荷载模式下的超声尾波测试试验方案。为保证超声尾波良好的发育及波形稳定性,首先讨论了试验设备参数的合理取值范围,如:发射脉宽、发射电压、触发延时、采样频率等参数;其次,对超声尾波测试试验进行了耦合剂的比对试验;最后,讨论了环境温度与湿度、梁体及换能器温度、超声仪工作温度对超声测试波形的影响。通过超声仪参数、耦合剂、温湿度等因素的分析搭建了偏心受压特定荷载模式下超声测试平台,实施了稳定性及重复性试验并完成数据采集。(3)超声测试试验数据分析。首先,本文讨论了稳定性试验超声测试试验数据各天绝对能量与荷载关系;其次,基于奇异值分解通过幅值(能量)声学参数构建超声特性向量,使超声特性向量与超声波形的内积为应力的线性函数,并分别对稳定性及重复性试验超声测试数据系统分析,以此构建荷载与应力指标函数关系曲线并讨论应力复测误差问题。

关键词：超声尾波混凝土工字梁奇异值分解应力测试