渗流条件下盾构隧道松动区非极限状态水土压力研究 被引量：1

1

作者 陕耀 董雅丞 +2 位作者 吴遥杰 赵昱 宫全美 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第8期822-833,共12页

城市轨道交通越江盾构隧道施工时,上覆土层在土仓内、外水力交互作用下将产生渗流,渗流会改变隧道整体受荷状态进而影响其结构稳定性.为描述稳定渗流条件下盾构隧道外侧水土荷载变化规律,解决既有松动土压力计算中松动区渐进破坏与渗流... 城市轨道交通越江盾构隧道施工时,上覆土层在土仓内、外水力交互作用下将产生渗流,渗流会改变隧道整体受荷状态进而影响其结构稳定性.为描述稳定渗流条件下盾构隧道外侧水土荷载变化规律,解决既有松动土压力计算中松动区渐进破坏与渗流效应考虑不全的难题,基于颗粒椭球体理论,探明了松动区发展与土体渐进破坏间的关系;基于水平微分单元法,推导得出考虑大主应力拱效应的侧土压力系数计算公式;进一步构建并验证了考虑松动区渐进演化过程的隧顶水土荷载的数值迭代算法,实现松动区发展到任意高度时的隧顶水土荷载计算.研究结果表明:主应力迹线形状系数随着土体内摩擦角和应力偏转角的增大而减小,当应力偏转角和土体内摩擦角确定时,抛物线拱形应力迹线引起的荷载不均匀分布最小;平均侧土压力系数随着土体内摩擦角增加呈现略微增大的变化规律;调用摩擦角随应力偏转逐渐发展,滑移面剪应力完全发挥时对应的盾构隧顶水土荷载最小;土体内摩擦角和黏聚力的增加将显著降低隧顶水土荷载,渗流的存在将削弱土拱效应进而增大隧顶水土荷载.本文成果为稳定渗流场中非极限状态松动土压力计算提供了更精确的解答,可为实际工程中水下盾构隧道受荷评价提供理论依据. 展开更多

关键词 盾构隧道 稳定渗流 松动土压力 土拱效应 非极限状态

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纤维增强高模量沥青混合料的路用性能表征与机理研究 被引量：4

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作者 杜银飞 徐君全 +2 位作者 王志杰 马聪 邓海斌 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3898-3908,共11页

高模量沥青混合料具有优异的高温和抗疲劳性能,但低温性能有待提升。为此,采用聚酯纤维与玄武岩纤维对高模量沥青混合料的路用性能进行提升。通过单掺和复掺2种方式,制备不同纤维含量的沥青混合料,利用车辙试验、低温弯曲试验和半圆疲... 高模量沥青混合料具有优异的高温和抗疲劳性能,但低温性能有待提升。为此,采用聚酯纤维与玄武岩纤维对高模量沥青混合料的路用性能进行提升。通过单掺和复掺2种方式,制备不同纤维含量的沥青混合料,利用车辙试验、低温弯曲试验和半圆疲劳试验对其路用性能进行分析,并通过沥青胶浆的多应力重复蠕变恢复试验、弯曲梁流变试验和低温小梁断面的扫描电子显微镜微观表征揭示纤维在沥青胶浆中的作用机理。研究结果表明:复掺纤维可以显著提升高模量沥青混合料的动稳定度、低温破坏应变与疲劳寿命,在玄武岩纤维与聚酯纤维质量比为1:2的条件下,高模量沥青混合料的动稳定度、低温破坏应变和疲劳寿命(应力比为0.4时)分别提高61.7%、49.2%和200.0%,高模量沥青胶浆的不可恢复蠕变柔量(应力为3.2 kPa时)降低63.0%,蠕变速率(-12℃时)提高9.0%。复掺纤维的方式可以充分发挥玄武岩纤维刚性与聚酯纤维柔性的特点,牢固的纤维网络能够有效传递并分散沥青混合料的内部应力。因此,推荐采用复掺玄武岩纤维和聚酯纤维优化高模量沥青混合料的性能。 展开更多

关键词 道路工程 高模量沥青混合料 路用性能 微观机理 聚酯纤维 玄武岩纤维

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面向基础设施的三维探地雷达属性成像及信息可视化研究 被引量：3

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作者 朱家松 雷占占 罗享寰 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第10期1702-1711,共10页

为解决探地雷达(GPR)三维图像(C-scan)信息维度低、成像效果主观等问题,以图像像素值的有效测量信息阈值及信息映射函数为研究对象,建立GPR C-scan的成像优化策略。通过以图像的SSIM和PSNR为评价指标,以室内钢筋混凝土墙体和道路路面为... 为解决探地雷达(GPR)三维图像(C-scan)信息维度低、成像效果主观等问题,以图像像素值的有效测量信息阈值及信息映射函数为研究对象,建立GPR C-scan的成像优化策略。通过以图像的SSIM和PSNR为评价指标,以室内钢筋混凝土墙体和道路路面为试验案例,量化分析变成像参数的可视化效果。试验结果表明,适合城市典型应用场景的GPR信息可视化方法包括映射阈值为70%及投影函数为平方函数。此外,提出融合振幅和频率的属性成像方法,丰富C-scan图像信息,组合信息可视化方法,实现准确表现目标物体几何形状并缓解噪声干扰的GPR C-scan成像,有助于减少人为判读误差,提高C-scan解译的可靠性。 展开更多

关键词 探地雷达 C-scan 多属性成像 映射优化 基础设施检测

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摩擦阻尼器-拉索系统振动特性试验研究 被引量：3

4

作者 周海俊 何纪元 +1 位作者 杨夏 向宁 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期26-33,共8页

为研究拉索摩擦阻尼器的减振效果,开展了附加摩擦阻尼器拉索的自由振动和强迫振动特性试验.首先进行铜-钢金属摩擦阻尼器模型的力学性能试验,得到螺栓扭矩与摩擦力之间的关系.然后进行摩擦阻尼器-拉索系统模型自由振动特性试验研究,由... 为研究拉索摩擦阻尼器的减振效果,开展了附加摩擦阻尼器拉索的自由振动和强迫振动特性试验.首先进行铜-钢金属摩擦阻尼器模型的力学性能试验,得到螺栓扭矩与摩擦力之间的关系.然后进行摩擦阻尼器-拉索系统模型自由振动特性试验研究,由试验测得的自由振动位移衰减曲线得到对数衰减率,分析得到对数衰减率随振幅的变化规律,并与现有理论进行对比.通过快速傅里叶变换和小波变换对自由振动加速度时程进行频谱分析和时频分析得到模态频率变化情况.最后进行拉索-摩擦阻尼器系统的不同激振力-控制强迫振动试验,通过扫频方式得到拉索振幅与激振频率的关系,研究摩擦阻尼器对拉索共振幅值的影响.试验结果表明摩擦阻尼器可以有效地减小小幅与大幅激振力时强迫振动的共振幅值;两者相比,摩擦阻尼器在大幅激振力作用下减振效果更显著. 展开更多

关键词 摩擦阻尼器 拉索 模态阻尼比 强迫振动 频谱

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低纬度地区混凝土箱梁温度梯度研究 被引量：12

5

作者 林才奎 李义强 +1 位作者 周海俊 杜彦良 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期44-49,共6页

混凝土箱梁结构的温度梯度与自然环境条件密不可分,但我国公路桥梁设计规范尚未能详细考虑不同环境条件下的温度梯度。为此,对低纬度的广东地区某连续刚构箱梁截面布置温度测点并进行了长期的监测,提取混凝土箱梁沿竖向的每日最大温差数... 混凝土箱梁结构的温度梯度与自然环境条件密不可分,但我国公路桥梁设计规范尚未能详细考虑不同环境条件下的温度梯度。为此,对低纬度的广东地区某连续刚构箱梁截面布置温度测点并进行了长期的监测,提取混凝土箱梁沿竖向的每日最大温差数据,分析得到了沿截面高度变化的指数和折线函数相结合的正、负温差函数。依据极值理论得到50年重现期的温度梯度标准值,并与规范规定的温度梯度函数进行了对比研究。结果表明:实测竖向温度梯度可用折线和指数函数相结合的分段函数描述;气温骤降是引起箱梁负温度梯度的主要原因,实测温差数据推得的负温度梯度值大于规范规定的负温度梯度值。 展开更多

关键词 连续刚构桥 混凝土箱梁 现场监测 低纬度 温度梯度 极值理论

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声子晶体型浮置板轨道低频减振性能研究 被引量：7

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作者 盛曦 曾会柯 +1 位作者 石灿 杜彦良 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第12期36-42,107,共8页

地铁列车运行诱发的低频环境振动会对人体、精密仪器和建筑物产生不利影响,引起了人们的普遍重视。基于声子晶体理论,在钢弹簧浮置板轨道(steel-spring floating slab track,steel-spring FST)结构基础上,提出了一种声子晶体型浮置板轨... 地铁列车运行诱发的低频环境振动会对人体、精密仪器和建筑物产生不利影响,引起了人们的普遍重视。基于声子晶体理论,在钢弹簧浮置板轨道(steel-spring floating slab track,steel-spring FST)结构基础上,提出了一种声子晶体型浮置板轨道结构,通过引入弹性波带隙提升其低频减振性能。建立了周期半轨道模型,采用谱元法对其进行求解,揭示了声子晶体型浮置板轨道的能带结构与带隙特性;建立了有限半轨道模型,采用谱元法计算分析了不同轨道部件的位移导纳幅值、传递率与基础插入损失。结果表明,板下基础、浮置板和钢轨位移导纳幅值在低频带隙范围内的峰值显著降低,相比于钢弹簧浮置板轨道,声子晶体型浮置板轨道不仅低频减振性能得以提升,其轨道结构振动响应也有所减弱。 展开更多

关键词 声子晶体 带隙特性 谱元法 低频减振

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地铁环境振动所致结构噪声评价指标对比分析研究 被引量：7

7

作者 曾会柯 盛曦 +1 位作者 任伟新 周瑜 《铁道标准设计》 北大核心 2022年第5期188-194,共7页

随着城市地铁路网加密和噪声敏感点增多,环境振动引发的二次结构噪声问题愈发严重。在开展结构噪声测量和评价工作时,若采用不同评价指标,其结果往往不一,因此,亟需探究不同指标之间的差异与联系。通过开展某高层建筑室内二次结构噪声测... 随着城市地铁路网加密和噪声敏感点增多,环境振动引发的二次结构噪声问题愈发严重。在开展结构噪声测量和评价工作时,若采用不同评价指标,其结果往往不一,因此,亟需探究不同指标之间的差异与联系。通过开展某高层建筑室内二次结构噪声测试,对比分析了国内外几种常用标准和导则中评价指标的差异。结果表明:(1)A计权声压级评价方法较为普遍,但其低频占主导时消减过多,100 Hz以下频段可适当参考DIN 45680—2020中相应的校正方法,改善A计权对低频部分的消减作用;(2)相较于常用的等效连续A声级,GB/T 50355—2018等标准采用1/1倍频程等效声级作为评价指标,频域范围多级评价指标更能突显噪声的频谱特性;(3)ISO 14837—1:2005采用最大A声级更能反映列车运行对敏感人群的睡眠影响程度,考虑到夜间噪声是投诉热点,建议降低夜间地铁沿线住宅100 Hz以上频段最大声级限值。 展开更多

关键词 地铁 环境振动 结构噪声 评价指标 A计权声压级 最大声压级

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基于轻量化车载设备的道路病害检测方法 被引量：5

8

作者 姚楚羡 蔡皓楠 +3 位作者 张远波 唐可懿 詹璐 周宝定 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2024年第5期147-150,共4页

针对传统道路检测方法成本高、检测周期长,无法满足城市道路大规模、短周期检测需求的问题,本文设计了一种轻量化车载道路病害数据获取设备,并提出了基于轻量化车载设备的道路病害检测方法。该设备质量小、成本低,可简易、快速地安装在... 针对传统道路检测方法成本高、检测周期长,无法满足城市道路大规模、短周期检测需求的问题,本文设计了一种轻量化车载道路病害数据获取设备,并提出了基于轻量化车载设备的道路病害检测方法。该设备质量小、成本低,可简易、快速地安装在小汽车、公共汽车等城市常见车辆上,能够同步收集惯性数据、图像、GPS定位信息等数据。基于轻量化车载设备在城市道路上采集道路图片数据并构建数据集,然后建立深度学习模型对其进行训练和评估,检测和识别道路病害,正确率达82.54%,能够满足城市道路日常巡检的要求。 展开更多

关键词 道路工程 道路病害检测 轻量化车载设备 深度学习 目标检测

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中央稳定板对分体箱梁桥梁的涡振控制 被引量：13

9

作者 程怡 周锐 +1 位作者 杨詠昕 葛耀君 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期617-626,共10页

以一座分体箱梁桥梁为背景,通过计算流体动力学(CFD)数值模拟和节段模型风洞试验,分别对上、下中央稳定板作用于分体箱梁的涡振控制效果展开研究.发现随着中央稳定板高度的增加,竖向涡振性能都是先变好再变差,分别在0.4倍梁高上稳定板时... 以一座分体箱梁桥梁为背景,通过计算流体动力学(CFD)数值模拟和节段模型风洞试验,分别对上、下中央稳定板作用于分体箱梁的涡振控制效果展开研究.发现随着中央稳定板高度的增加,竖向涡振性能都是先变好再变差,分别在0.4倍梁高上稳定板时和0.2倍梁高下稳定板时竖向涡振振幅最小;增设上稳定板时加大了扭转涡振振幅,而下稳定板明显减小了扭转涡振振幅.CFD模拟的涡度场和压强场对比还表明,中央稳定板改变了槽中漩涡的运动方式和下风侧两端上下表面的压强,从而明显改变了竖向涡振的振幅.综合结果发现,0.2倍梁高下稳定板的涡振控制效果最好,而0.8倍梁高上稳定板的涡振控制效果最不利. 展开更多

关键词 分体箱梁 涡激共振 中央稳定板 计算流体动力学(CFD) 风洞试验 流场

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基于监测数据的斜拉索模态参数变异性分析 被引量：5

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作者 周海俊 刘俊辉 +3 位作者 杨夏 李婧超 张超东 孙利民 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期55-63,共9页

基于某大跨斜拉桥5根拉索1年的加速度和温度监测数据,系统分析了在良好天气和暴雨天气下拉索模态参数和索力的变化特征.使用快速傅里叶变换和随机子空间法识别模态频率和阻尼比.对比发现,暴雨天气下拉索振幅大,低阶模态的振动明显,模态... 基于某大跨斜拉桥5根拉索1年的加速度和温度监测数据,系统分析了在良好天气和暴雨天气下拉索模态参数和索力的变化特征.使用快速傅里叶变换和随机子空间法识别模态频率和阻尼比.对比发现,暴雨天气下拉索振幅大,低阶模态的振动明显,模态阻尼比在两种天气下有一定的差异性.使用频率法计算得到了各拉索连续一年的索力值,其为非平稳时间序列,且具有年和日周期性的波动.索力-索温关系分析表明,各拉索索力-索温的关系各不同,同一根拉索在不同温度范围内的索力-索温关系也可能存在很大的差异.使用半功率带宽法计算得到了各拉索连续一年的阻尼比,得到了自相关函数和其自功率谱,并拟合得到了阻尼比的边缘概率密度分布函数.分析表明,各拉索阻尼比具有时长为1 d、12 h、6 h的周期成分,其边缘概率密度函数可用Burr分布描述.拉索的阻尼比受环境温度的影响较小,受车辆荷载的影响较大. 展开更多

关键词 拉索振动 监测数据 模态参数 索力 温度效应 变异性分析

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基于激光点云灰度图像的隧道渗水病害检测 被引量：12

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作者 周宝定 谢沛瑶 +1 位作者 郭文浩 毛庆洲 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2023年第8期34-39,90,共7页

地铁盾构隧道渗水检测是隧道维护的基础。针对传统的检测手段难以在隧道内部光线昏暗条件下获得高质量病害图片的问题,本文使用了激光雷达对隧道进行内部渗水检测。首先,基于激光点云灰度图中的渗水病害特征,建立了激光点云灰度图像渗... 地铁盾构隧道渗水检测是隧道维护的基础。针对传统的检测手段难以在隧道内部光线昏暗条件下获得高质量病害图片的问题,本文使用了激光雷达对隧道进行内部渗水检测。首先,基于激光点云灰度图中的渗水病害特征,建立了激光点云灰度图像渗水病害数据集;然后,以Mask R-CNN(Region-CNN)模型为基准框架,采用Swin transformer网络作为底层特征提取网络,实现了对隧道渗水病害的快速检测;最后,利用铁道移动测量系统在武汉采集的数据进行试验验证。试验结果表明,本文提出的改进Mask R-CNN模型的渗水病害检测精度比原算法提升了12%以上,在地铁隧道渗水病害检测中有较好的性能表现。 展开更多

关键词 地铁盾构隧道 渗漏水 深度学习 病害检测 Swin transformer

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环境语义信息辅助的室内停车场车辆定位方法 被引量：1

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作者 周宝定 杨程景 +1 位作者 顾祉宁 刘旭 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2022年第6期6-11,75,共7页

针对室内停车场环境下GNSS信号受限,无法进行车辆定位的问题,本文提出了一种环境语义信息辅助的室内停车场定位方法。该方法基于智能手机,首先在使用机器学习识别室内停车场中环境语义信息(减速带、转弯)的基础上,建立了室内停车场路网... 针对室内停车场环境下GNSS信号受限,无法进行车辆定位的问题,本文提出了一种环境语义信息辅助的室内停车场定位方法。该方法基于智能手机,首先在使用机器学习识别室内停车场中环境语义信息(减速带、转弯)的基础上,建立了室内停车场路网的拓扑结构,然后利用粒子滤波算法对传统车辆航位推算定位数据进行了融合。试验结果表明,该方法有效消除了车辆航位推算的累积误差,平均定位精度达3 m以内,并通过语义信息匹配减少了传统粒子滤波方法的运算时间。 展开更多

关键词 车辆定位 智能手机 航位推算 环境语义信息 粒子滤波

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基于众源轨迹数据的行人路网提取 被引量：3

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作者 郑恬静 黄金彩 +1 位作者 周宝定 张德津 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2021年第3期69-74,共6页

目前,导航位置服务应用提供的路线大多基于机动车道路网数据,难以满足行人导航的需求,有无完备的行人道路网络成为制约行人导航应用的重要因素,因此,本文提出了一种基于莫尔斯理论的行人路网提取方法。首先对轨迹进行预处理,清除轨迹数... 目前,导航位置服务应用提供的路线大多基于机动车道路网数据,难以满足行人导航的需求,有无完备的行人道路网络成为制约行人导航应用的重要因素,因此,本文提出了一种基于莫尔斯理论的行人路网提取方法。首先对轨迹进行预处理,清除轨迹数据中的冗余和噪声,并对原始轨迹进行合理分割,形成清晰的轨迹集合;然后利用莫尔斯理论,对步行轨迹密度图中的"山脊线"进行提取,并重构步行道路网。试验分析时采用深圳大学校园步行GPS轨迹数据进行行人路网提取,通过将提取的行人路网结果与OpenStreetMap(OSM)数据进行定性和定量比较,验证本文方法的有效性;同时通过与当前典型的路网提取方法进行对比分析发现,本文方法能提取出高质量的行人路网。 展开更多

关键词 道路提取 步行轨迹 轨迹预处理 行人路网 莫尔斯理论

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SiC对水泥基材料传热效率及力学性能的影响 被引量：3

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作者 杜银飞 黄伟 +2 位作者 代明欣 马聪 郭辉 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1730-1738,共9页

为了提高地暖系统(FHS)的传热效率以减小供暖能耗,采用不同掺量的SiC作为高导热掺合料制备FHS回填层复合水泥基材料(CCMs),并通过微观结构分析、热稳定性、抗压/抗折强度、导热系数测试以及室内水浴传热试验表征CCMs的力学性能与热性能... 为了提高地暖系统(FHS)的传热效率以减小供暖能耗,采用不同掺量的SiC作为高导热掺合料制备FHS回填层复合水泥基材料(CCMs),并通过微观结构分析、热稳定性、抗压/抗折强度、导热系数测试以及室内水浴传热试验表征CCMs的力学性能与热性能。研究结果表明:SiC具有锋利的棱角以及光滑的表面纹理,被水化体系包裹后,其结构完整性以及分散性较好,不发生新的化学反应;随着SiC掺量的增加,在CCMs的水化体系中出现更多的大孔隙与界面过渡薄弱区域,且CCMs的水化受抑制程度也随之增强,同时,抗压/抗折强度均呈现先增大后降低的趋势;SiC的引入对CCMs的热稳定性以及导热性能具有积极作用,导热系数最大可提高140.8%,并使热损失率减小约6%;水浴传热模拟结果也证实,SiC掺量越高则上述作用越强,计算的传热效率最大可提高23.6%。 展开更多

关键词 地暖系统 SIC 微观结构 热性能 力学性能 传热效率

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层压型CFRP环带疲劳试验中接触面温度场分析

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作者 范凌云 高婧 +1 位作者 李锦峰 周海俊 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期210-216,共7页

层压型碳纤维增强复合材料(CFRP)环带索是将一条具有单向纤维的CFRP连续层带,以类似于赛道的方式分层缠绕在两个分离的销钉上的一种构件。本工作进行了层压型CFRP环带拉伸疲劳试验,得到了其工作疲劳曲线,并根据试验结果分析了加载频率... 层压型碳纤维增强复合材料(CFRP)环带索是将一条具有单向纤维的CFRP连续层带,以类似于赛道的方式分层缠绕在两个分离的销钉上的一种构件。本工作进行了层压型CFRP环带拉伸疲劳试验,得到了其工作疲劳曲线,并根据试验结果分析了加载频率和销钉材料对因摩擦而产生的温度的影响。实验结果表明,在疲劳试验过程中,销钉与环带接触面摩擦产生热量,形成了局部温度场,整体温度呈对称分布,从环带曲线段顶部到直线段逐渐减小,在直曲相交处温度变化速率最高、温度梯度最大。接触面温度随加载频率增加而升高,而销钉材料对温度的影响主要取决于材料的热传导系数和摩擦系数。基于试验结果建立了CFRP环带的温度场模型,对CFRP环带构造进行参数分析。结果表明,销钉半径和环带厚度对环带温度分布的影响大致相同,在相同曲率下,不论是改变销钉半径亦或是环带厚度,对温度梯度都基本没有影响。当曲率增大时,环带的整体温度减小,温度梯度减小。结合受力和温度的综合影响,推荐合理曲率为1.5左右。 展开更多

关键词 复合材料 碳纤维增强复合材料 疲劳试验 温度梯度 数值模拟 参数分析

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