应力作用下钢绞线电磁谐振行为研究

来源 :重庆交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yyuan
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在役桥梁预应力钢绞线应力损失是影响桥梁承载能力和健康状态的重要影响因素,钢绞线作为预应力混凝土结构及缆索结构中的重要承载构件,实现其应力检测具有重要意义。LC谐振通过在钢绞线两端连接导线将其作为电感接入电路,通过测试电路的谐振频率实现钢绞线的应力检测,此方法对于实现钢绞线应力检测具有很大的潜力。
  前期研究发现,钢绞线作为铁磁性材料,钢绞线应力会导致磁导率发生变化,同时受材料特性的影响,也会产生形变。但是在LC检测中,应力通过改变哪个参数影响电路的谐振频率还是未知的,明确应力如何影响谐振频率对实现钢绞线预应力的检测至关重要。因此,本文在已有研究的基础上对钢绞线的力学、力-磁特性进行分析。通过分析常见电感模型、钢绞线结构特征,确定钢绞线两种电感模型。最后,对应力?与相对磁导率?r、长度l的关系进行了理论分析,对钢绞线应力频率理论进行了修正并通过实验进行了验证。对Ф9mm钢绞线(线(μr≈1)及铜丝、钢丝、1×7-15.20-1860钢绞线开展不同长度的应力频率实验,确定试件相对磁导率、长度对电路谐振频率的影响。得出如下几点结论:
  (1)相同拉力、长度的钢丝或铜丝接入电路,电路谐振频率基本相同,电路谐振频率随着长度的增长而减小。试件相对磁导率对谐振频率不产生影响,实验数据与短钢绞线(0<l<2.013m)应力频率理论相吻合。
  (2)相同应力、长度的Ф9mm钢绞线/铝绞线接入电路,两者的谐振频率相当。钢绞线或铝绞线电路频率与长度关系和钢丝、铜丝与长度关系具有相同特性,均随着长度的增长而减小。实验数据与长钢绞线(合。
  (3)相同应力作用下,Ф15.2mm钢绞线谐振频率随着长度的增长呈线性下降,与9mm钢绞线或铝绞线及钢丝、铜丝随着长度变化规律相同,实验分析与理论分析规律一致。
  (4)长14mФ15.2mm钢绞线谐振频率随着应力增大而增大,应力与频率具有很好的正线性相关性,实验数据与理论数据应力与频率相关性一致,但拟合公式斜率为理论公式斜率的10倍,在接下来的研究中需要对此进行深入研究。
  (5)理论和实验数据显示,相较于试件长度对谐振频率的影响,相对磁导率对谐振频率的影响可以忽略。钢绞线固有长度越小,谐振频率越显著。因此,可推出应力改变相对磁导率对谐振频率的影响可以忽略,应力主要通过改变钢绞线的长度改变谐振频率。
其他文献
随着现代施工技术的不断发展,连续刚构桥梁的跨径也在不断增加,如果悬臂施工阶段各个梁段的标高控制不到位,会造成一系列的工程问题:主梁线形不平顺,合龙段两端高程差过大难以合龙;梁段标高偏差影响桥面铺装层厚度,尤其是对取消调平层的连续刚构桥,降低桥的正常使用寿命。  大跨径连续刚构桥梁线形控制主要体现在两个方面,一是赋予每个梁段的施工预拱度;二是预应力钢束张拉力和张拉持荷时间,后者又直接影响到施工预拱度
本文以云南省高速公路网S29澄江至江川段禄充隧道为依托工程,利用有限元仿真模拟的方法,研究充填型溶洞对隧道围岩位移、应力以及初期支护应力的影响,充填型溶洞对隧道围岩稳定性及初支结构安全性变化规律。主要研究内容及成果如下:  (1)基于有限元分析方法,建立了既有溶洞下溶洞隧道开挖模型,分析了洞内充填物的影响影响程度。结果表明:在最不利工况下,溶洞分别位于拱顶、拱肩、拱腰时,引起拱顶围岩位移差异分别为
悬索桥因跨越能力强、材料利用率高、外观造型优美等优势而成为大跨桥梁的主要桥型之一。由于自然复杂环境与长期多变荷载的耦合作用,作为悬索桥承重构件之一的吊杆极易发生损伤,对整个结构的安全性和耐久性产生巨大威胁。充分挖掘桥梁监测信息,准确识别悬索桥吊杆损伤位置与程度,从而保障桥梁安全与路网畅通,具有重要的科学研究意义和工程应用价值。  本文以世界最大跨自锚式轨道悬索桥——重庆鹅公岩自锚式悬索桥为依托,在
连续箱梁桥由于其优异的性能得到了较为广泛的应用,但很多连续箱梁桥在服役一段时间后,箱梁剪跨区均出现了腹板开裂的问题。因此,对连续箱梁剪跨区腹板主拉应力进行精细化的分析是十分必要的。本文主要的研究工作包括:  (1)基于薄壁箱梁的弯曲理论,结合应变与位移的几何方程,提出了考虑翼板和腹板面内剪切变形的薄壁箱梁应力分析方法,采用能量变分原理法求解得到箱梁挠曲位移函数,进而得到箱梁各位置应力计算公式,并以
飞燕式钢管混凝土拱桥造型优美、结构轻巧、跨越能力大,其系杆预应力的存在降低了主跨钢管混凝土拱桥对基础抗推能力要求,使其在桥梁方案比选中更具竞争力。系杆预应力作为改善基础受力的重要构件,其预应力损失是重点关注的问题;但目前工程上系杆预应力损失的计算方法参照预应力钢筋混凝土结构预应力损失计算方法,其适用性有待商榷。为此本文采用有限元分析方法,以主跨507m的飞燕式钢管混凝土拱桥为工程背景,研究系杆预应
库岸边坡失稳普遍存在于江河流域之中。由于水位频繁涨落,这种现象在库区尤为明显。岸坡失稳不仅会导致沿岸建筑物的破坏、造成生命财产的损失,也会破坏河道两岸的土地资源、影响通航条件。建设在库区的大跨径拱桥,其拱座常常需要设置在陡峭的库岸边坡上,岸坡长期处在河道水位升降的条件下,面临失稳的潜在风险。因此,开展库水位变化对拱座岸坡的稳定性影响研究具有重要意义。本文以贵州洛旺河特大桥为工程背景,在专项地质勘查
拉索锚固系统作为缆索承重体系桥梁的重要构件在近年来的桥梁检测中发现了大量病害,频繁发生的桥梁断索事故经调查后发现也与锚固系统内拉索钢丝的腐蚀损伤密切相关。我国早期修建的拉吊索桥梁,受当时技术、经济水平的限制,在锚固系统设计、制造、安装等方面存在诸多缺陷,给桥梁结构安全埋下了极大的隐患,而随着使用年限的增加,这些问题逐渐暴露出来,给国家和社会造成了严重的经济损失和恶劣的社会影响。为此,本文在国家自然
自从20世纪之后,在我国交通道路网络建设的背景下,我国桥梁工程事业取得了巨大成就。由于拱桥结构具有施工简单、跨越能力优越和材料性能利用率高的优势,在上个世纪末,该桥型在我国交通路网的建设中占据了主要成分。然而,随着桥梁运营时间的不断增加,在外部环境和内部因素的协同作用下,一些桥梁逐渐开始显现出各种类型的病害、甚至出现垮塌现象。因此,为了更加合理把握桥梁在运营期间的运营状态,国内各地管养单位投入了大
在重庆市自然科学基金“装配式组合梁双非耦合结构行为及计算理论研究”(cst2018jcyjAX0509)的资助下,为探索集束键群装配组合梁的滑移算法以及研究其承载力计算方法,开展了集束键群装配组合梁的静力加载试验,推导了考虑键群离散分布及群钉效应的装配式组合梁滑移分布解析表达式和其他力学参数计算表达式,进行了混凝土板与钢梁高度比、抗剪连接程度及集束度的力学行为参数影响分析,讨论了滑移效应及构造参数
桥梁的动力性态是结构安全状态评价的重要依据,现有技术通常依据有限点接触式传感器数据推算桥梁的动力特性参数,费用高、效率低、且无法获取结构的全息动力性态变化。本文依托导师主持的国家自然科学基金面上项目“基于影像轮廓线叠差分析获取桥梁全息变形及结构状态演绎方法探索(51778094)”,开展了基于非接触式高速摄像机获取桥梁结构全息动力性态数据的探索,主要研究工作如下:  (1)针对室内自锚式悬索桥模型