变形自调节论文-郑华升

变形自调节论文-郑华升

导读:本文包含了变形自调节论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:碳纤维混凝土迭层梁,动态响应,温差,变形自调节

变形自调节论文文献综述

郑华升[1](2006)在《机敏混凝土结构的温差、变形自调节控制系统研究》一文中研究指出本论文的研究课题来源于国家自然科学基金重点项目——机敏混凝土及其结构(项目编号:50238040)。 混凝土是土木工程中应用最广泛的结构材料,重大工程结构的使用期长达几十年、甚至上百年。但常见的混凝土工程结构往往处在环境、气候较为恶劣的情况下,尤其是水工混凝土建筑物如混凝土坝等结构,温度荷载是其主要荷载之一,温度的正负交替会引起结构的不均匀变形、裂缝、冻融破坏、疲劳破坏等。另外,混凝土结构在长期的服役过程中,由于荷载的作用、徐变、结构内部温差等多种因素的影响,存在结构变形,这种变形有时会影响结构的正常工作。因此,重大土木工程结构和基础设施的控制方法与技术已成为土木工程领域的重要研究课题。 以混凝土结构的温差、变形自调节为目的,在分析了连续碳纤维混凝土迭层梁传感和作动功能的基础上,通过仿真和实验的方法进行了机敏混凝土温差、变形自调节控制系统的研究。本文的主要成果及创新之处如下: 1、采用一阶惯性延迟环节拟合得到混凝土梁结构温差自调节系统中被控对象的传递函数,分析得出影响其变化的主要因素是对流换热系数的波动; 2、研究了机敏混凝土迭层梁电热驱动的动态响应,得出采用先以较大功率输入,当温差达到期望温差附近时变换功率来维持的过程控制方式能较大地提高调节速度,但会因功率变换时间点的差异而出现不同程度的超调。 3、分别采用PID和模糊控制策略设计了温差自调节控制器,通过MATLAB仿真研究得出:PID方式具有更快的调节速度,但对系统参数变化较敏感,适合系统与外界对流交换较微弱,对流参数波动不大时的调节;模糊控制能够适应系统参数在较大范围内的变化,适合对流参数波动较大时的调节。 4、针对大尺寸碳纤维毡混凝土迭层梁试样设计制作了变形自调节控制器,并进行了变形自调节实验,实现了碳纤维混凝土迭层梁的变形自调节,为机敏混凝土变形自调节的实际工程应用做了有力探索。 本文研究成果,对机敏混凝土结构自调节的应用具有重要指导意义,对智能混凝土的发展具有一定的推动作用。(本文来源于《武汉理工大学》期刊2006-04-01)

朱四荣[2](2004)在《机敏混凝土结构的温差变形自调节研究》一文中研究指出本论文的研究课题来源于国家自然科学基金重点项目(项目编号:50238040)。 混凝土是土木工程中应用最广泛的结构材料,重大工程结构的使用期长达几十年、甚至上百年。但常见的混凝土工程结构往往处在环境、气候较为恶劣的情况下,尤其是水工混凝土建筑物如混凝土坝等结构,温度荷载是其主要荷载之一,温度的正负交替会引起结构的不均匀变形、裂缝、冻融破坏、疲劳破坏等,这些因素将影响结构的正常使用甚至引发灾难性的事故。另外,混凝土结构在长期的服役过程中,由于荷载的作用、徐变、结构内部温差等多种因素的影响,存在结构变形,这种变形有时会影响结构的正常工作。如常磁悬浮列车的线路路面的苛刻平整度要求问题,由于温度变化所引起的路面桥梁结构的徐变而影响列车的速度和全天候运行。因此,重大土木工程结构和基础设施的诊断与控制方法与技术已成为土木工程领域的重要研究课题。 以混凝土结构的温度、变形自调节为目的,研制了集功能特性与结构性能于一体的机敏混凝土迭层梁结构,并从理论分析、数值模拟、实验等多方面进行结构的驱动、传感功能以及结构自检测、自调节等若干问题的研究。本文的主要成果及创新之处如下: 1、利用碳纤维机敏混凝土的功能特性,并利用迭层结构的功能可复合性与材料特性可设计性,研制了集传感与驱动等功能特性和结构性能于一体的碳纤维(毡)机敏混凝土迭层结构,并通过实验研究分析了迭层梁的电热效应和电热响应,得到迭层梁的电热驱动规律,为结构的温差、变形调节提供实验依据。 2、将输入功率处理为热传导边界条件,建立了机敏混凝土迭层梁电-热-力耦合问题的数学模型,并结合热弹性理论获得了机敏混凝土梁结构内部温度场、应力场及变形响应的解析解。结果显示:碳纤维机敏混凝土覆层电热效应驱动下的梁内温升及变形与输入功率成正比,变形主要由梁上下表面的温差引起,稳定温差导致梁稳定的变形;并将该解析解与实验进行了对比,其结果与实验结果规律相同。该解析解为机敏混凝土结构温差与变形自调节提供了重要理论基础。 3、建立了混凝土迭层梁电一热一力祸合的有限元平面和叁维模型,利用Marc有限元软件进行数值计算,将所得结果与解析结果及实验结果进行比较,进一步验证了理论模型的可行性和有限元数值模拟的有效性。在有限元数值模拟过程中,分别对有钢筋和无钢筋的机敏混凝土结构的电、热性能的影响进行了分析。结果显示:由于混凝土的热学参数与力学参数与钢筋相差甚远,导致有筋迭层梁的电热温度场及变形与无筋迭层梁不同,在箍筋附近的表面,发热面温度比无筋处略低,而低温面则相反:梁的变形比无筋迭层梁小;但钢筋对结构的电性能无明显影响。该问题的研究为实际钢筋混凝土结构的运用打下必要的基础。 4、通过对碳纤维机敏混凝土的温敏性、以及温敏混凝土的布置设计研究,从结构层次上首次实施了碳纤维水泥基复合材料的温度、温差、变形自监测、温度与变形自调节的功能。具体研究了短切碳纤维(毡)混凝土迭层梁的温敏性和Seebeck效应,并实施了温度、温差在线检测;提出了在温度调节过程中,迭层梁变形检测的温度补偿。 5、针对电热作动系统大惯性、大迟延的特点,提出了采用模糊与神经网络相结合的控制方法对迭层梁的温差、变形进行调节:并通过实验研究了迭层梁的温差与变形的自调节,从实验结果可知,利用碳纤维机敏混凝土覆层的电热效应及热力效应,能有效、准确地实现梁结构的温差、变形调节。 本文研究成果,对机敏混凝土结构的自诊断与自调节的应用具有重要指导意义,对智能混凝土的发展具有一定的推动作用。(本文来源于《武汉理工大学》期刊2004-04-01)

变形自调节论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本论文的研究课题来源于国家自然科学基金重点项目(项目编号:50238040)。 混凝土是土木工程中应用最广泛的结构材料,重大工程结构的使用期长达几十年、甚至上百年。但常见的混凝土工程结构往往处在环境、气候较为恶劣的情况下,尤其是水工混凝土建筑物如混凝土坝等结构,温度荷载是其主要荷载之一,温度的正负交替会引起结构的不均匀变形、裂缝、冻融破坏、疲劳破坏等,这些因素将影响结构的正常使用甚至引发灾难性的事故。另外,混凝土结构在长期的服役过程中,由于荷载的作用、徐变、结构内部温差等多种因素的影响,存在结构变形,这种变形有时会影响结构的正常工作。如常磁悬浮列车的线路路面的苛刻平整度要求问题,由于温度变化所引起的路面桥梁结构的徐变而影响列车的速度和全天候运行。因此,重大土木工程结构和基础设施的诊断与控制方法与技术已成为土木工程领域的重要研究课题。 以混凝土结构的温度、变形自调节为目的,研制了集功能特性与结构性能于一体的机敏混凝土迭层梁结构,并从理论分析、数值模拟、实验等多方面进行结构的驱动、传感功能以及结构自检测、自调节等若干问题的研究。本文的主要成果及创新之处如下: 1、利用碳纤维机敏混凝土的功能特性,并利用迭层结构的功能可复合性与材料特性可设计性,研制了集传感与驱动等功能特性和结构性能于一体的碳纤维(毡)机敏混凝土迭层结构,并通过实验研究分析了迭层梁的电热效应和电热响应,得到迭层梁的电热驱动规律,为结构的温差、变形调节提供实验依据。 2、将输入功率处理为热传导边界条件,建立了机敏混凝土迭层梁电-热-力耦合问题的数学模型,并结合热弹性理论获得了机敏混凝土梁结构内部温度场、应力场及变形响应的解析解。结果显示:碳纤维机敏混凝土覆层电热效应驱动下的梁内温升及变形与输入功率成正比,变形主要由梁上下表面的温差引起,稳定温差导致梁稳定的变形;并将该解析解与实验进行了对比,其结果与实验结果规律相同。该解析解为机敏混凝土结构温差与变形自调节提供了重要理论基础。 3、建立了混凝土迭层梁电一热一力祸合的有限元平面和叁维模型,利用Marc有限元软件进行数值计算,将所得结果与解析结果及实验结果进行比较,进一步验证了理论模型的可行性和有限元数值模拟的有效性。在有限元数值模拟过程中,分别对有钢筋和无钢筋的机敏混凝土结构的电、热性能的影响进行了分析。结果显示:由于混凝土的热学参数与力学参数与钢筋相差甚远,导致有筋迭层梁的电热温度场及变形与无筋迭层梁不同,在箍筋附近的表面,发热面温度比无筋处略低,而低温面则相反:梁的变形比无筋迭层梁小;但钢筋对结构的电性能无明显影响。该问题的研究为实际钢筋混凝土结构的运用打下必要的基础。 4、通过对碳纤维机敏混凝土的温敏性、以及温敏混凝土的布置设计研究,从结构层次上首次实施了碳纤维水泥基复合材料的温度、温差、变形自监测、温度与变形自调节的功能。具体研究了短切碳纤维(毡)混凝土迭层梁的温敏性和Seebeck效应,并实施了温度、温差在线检测;提出了在温度调节过程中,迭层梁变形检测的温度补偿。 5、针对电热作动系统大惯性、大迟延的特点,提出了采用模糊与神经网络相结合的控制方法对迭层梁的温差、变形进行调节:并通过实验研究了迭层梁的温差与变形的自调节,从实验结果可知,利用碳纤维机敏混凝土覆层的电热效应及热力效应,能有效、准确地实现梁结构的温差、变形调节。 本文研究成果,对机敏混凝土结构的自诊断与自调节的应用具有重要指导意义,对智能混凝土的发展具有一定的推动作用。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

变形自调节论文参考文献

[1].郑华升.机敏混凝土结构的温差、变形自调节控制系统研究[D].武汉理工大学.2006

[2].朱四荣.机敏混凝土结构的温差变形自调节研究[D].武汉理工大学.2004

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