基于3D打印技术复制砂浆节理的剪切试验及峰值抗剪强度模型

为进一步研究节理三维形貌特征与节理峰值抗剪强度的关系,首先采用巴西劈裂试验获取了自然劈裂岩石表面,通过三维扫描技术获取了节理面形态的高精度点云,通过逆向建模得到了自然岩石表面的立体模型,结合3D打印技术制作出了与自然岩石表面一致的PLA模具,以3D打印获得的底模通过水泥砂浆浇筑了含有自然结构面形貌的相似节理面试样。PLA模具与复制材料差异较大,复制材料在凝结过程中不易与PLA模具黏结,进而使脱模过程较为方便,不会破坏节理面。同时PLA模具可重复进行相似材料复制工作,具有可重复使用的优点。然后进行了具有5组形貌面的20个水泥砂浆节理面在4种不同法向荷载情况下的结构面剪切试验,得到了结构面剪切位移-荷载曲线。研究了结构面峰值抗剪强度、峰值位移、剪切刚度影响因素。节理经过剪切后形貌面出现不同程度的磨损,其磨损范围与等效高差分布范围基本一致,并且在等效高差为剪断破坏模式且成片的区域磨损较为严重。在新粗糙度指标基础上提出了新的峰值抗剪强度模型,经试验对比显示出新模型的有效性。在新模型基础上提出了一个简化模型。对比发现新模型简化后其计算精度较新模型有所降低但由于所需参数减小计算较为方便,新模型简化结果精度虽然有所下降但是还是比Barton公式精度高。     

基于声学信号的无机保温砂浆外墙外保温系统缺陷检测试验研究

无机保温砂浆外墙外保温系统存在开裂、空鼓、脱空等缺陷,亟须研发相应的无损检测技术,以对施工质量和安全状况进行检测与评估。基于振动力学和声辐射模态理论,通过试验研究敲击外墙外保温系统不同类型缺陷处产生的声学信号时频特性。利用小波变换提取信号首个峰值频率,用于检测外墙外保温系统是否存在缺陷。试验结果表明,该检测技术可用于无机保温砂浆外墙外保温系统缺陷检测中。     

紫外荧光蚕丝的添食育蚕法制备及结构性能研究

本文以蚕腺体为生物反应器,通过喂食法将稀土紫外长波长荧光粉(BAM)引入蚕丝。利用扫描电子显微镜、荧光显微镜、红外光谱仪、广角X射线衍射及材料试验机等对纤维的形貌、结构及性能进行了表征。结果表明,BAM进入了蚕丝,纤维在紫外光激发下发蓝色荧光;BAM的导入影响了蚕丝的表面形貌,限制了丝素蛋白的结晶,降低了蚕丝的力学性能。     

CEEMDAN-PE-TFPF降噪法在齿轮故障诊断中的应用

针对齿轮故障诊断过程中,大量噪声使得故障特征难以完全提取的情况,提出了一种完整的自适应噪声集成经验模态分解(Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise,CEEMDAN)、排列熵(Permutation Entropy,PE)和时频峰值滤波(Time-Frequency Peak Filtering,TFPF)相结合的去噪方法。由于TFPF方法在窗长问题上的局限性,引用CEEMDAN和PE对此进行改进,使信号在噪声抑制和信号保真方面得到了很好的权衡。首先利用CEEMDAN算法得到原始信号的本征模态函数(Intrinsic Mode Functions,IMFs),计算每个IMF的PE值来判断IMF是否需要滤波,然后针对不同的IMF选择不同的窗口长度进行TFPF滤波,最后将滤波后的IMFs和剩余IMFs重构得到最终的降噪信号。通过模拟仿真信号和实测齿轮信号验证了该降噪方法的可行性,且降噪后的信号可以有效地揭示故障的特征信息。最后与多种降噪方法对比,体现了所提方法的有效性和优越性。