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基于虚拟纤维的纬编双轴向针织物模型构建及偏轴拉伸变形行为模拟 被引量:1
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作者 张欣 周康辉 +1 位作者 姜茜 吴利伟 《纺织学报》 北大核心 2025年第9期143-153,共11页
为更准确地模拟纬编双轴向针织物的面内变形行为,参考纬编双轴向针织物中纱线的空间位置,基于虚拟纤维的概念,利用三维建模软件构建纬编双轴向针织物的织物模型。通过收紧程序对织物模型进行预收紧处理,并与真实织物形态对比得到高精度... 为更准确地模拟纬编双轴向针织物的面内变形行为,参考纬编双轴向针织物中纱线的空间位置,基于虚拟纤维的概念,利用三维建模软件构建纬编双轴向针织物的织物模型。通过收紧程序对织物模型进行预收紧处理,并与真实织物形态对比得到高精度的织物模型。然后,利用有限元方法研究其面内变形性能和力学行为。将模型的变形行为与真实织物的形貌、线圈倾斜角度及纱线截面变化进行对比分析。结果表明:36根虚拟纤维组成的捆绑纱织物模型在20%的收紧程度下,线圈轨迹与真实织物相关性系数接近0.9,能有效反映真实织物形貌;偏轴拉伸模拟结果表明,织物模型与真实织物不同阶段单个线圈倾斜角度相差不超过4°;另外利用虚拟纤维构建的织物模型可以反映纱线的截面变形情况。以此验证了该模型可以有效模拟纬编双轴向针织物的面内变形行为。 展开更多
关键词 虚拟纤维 纬编双轴向针织物 偏轴拉伸 数值模拟 变形行为
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Compressive properties of homemade carbon fiber composite laminates with delamination defect
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作者 FU Hui-min YANG Yu-song ZHANG Yong-bo 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期10-15,共6页
Large numbers of aircraft composite structures were researched,and the distribution of delamination sizes and though thickness positions in the composite laminates were investigated.An experiment was conducted to prob... Large numbers of aircraft composite structures were researched,and the distribution of delamination sizes and though thickness positions in the composite laminates were investigated.An experiment was conducted to probe into the effect of delamination sizes and through thickness positions on the compressive strengths of laminates with single embedded circular delamination with the most dangerous delamination sizes and positions defined from the distribution.A shell model was established for compressive strength prediction,and the virtual crack closure technique(VCCT) was employed for the strain energy release rate calculation.The finite element(FE) prediction was in good agreement with the experimental measurements,for the predicted compressive strengths stood within 10%error of experimental results.It was observed that the compressive strength was highly effected by the delamination size,while the though thickness position of delamination did not have significant effect on the compressive strength. 展开更多
关键词 homemade carbon fiber composite compressive strength virtual crack closure technique element simulation
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碳纤维针刺预制体的微尺度模型构建
3
作者 应志平 孙雪岩 陈海洋 《轻工机械》 2025年第3期1-8,共8页
为探究碳纤维针刺预制体在微观尺度的针刺成形机理,课题组提出了一种碳纤维针刺预制体虚拟纤维结构的数值模拟方法。基于碳纤维网胚的显微图像获取纤维轨迹特征与分布特征,开发了虚拟纤维轨迹生成方法与虚拟网胚的纤维分布方法;建立了... 为探究碳纤维针刺预制体在微观尺度的针刺成形机理,课题组提出了一种碳纤维针刺预制体虚拟纤维结构的数值模拟方法。基于碳纤维网胚的显微图像获取纤维轨迹特征与分布特征,开发了虚拟纤维轨迹生成方法与虚拟网胚的纤维分布方法;建立了虚拟碳纤维网胚;在此基础上,进行了有限元针刺动力学分析与针刺实验,将有限元模拟的针刺针孔与实际网胚的针刺针孔进行对比。结果表明:实际网胚的针刺针孔与针刺动力学模型吻合良好。构建碳纤维针刺预制体的微尺度模型有助于了解针刺预制体在针刺过程中的针孔结构与内部纤维的变化,并为分析针孔率与碳碳复合材料的力学性能提供良好基础。 展开更多
关键词 碳纤维 虚拟纤维 碳纤维网胚 针刺过程 微观图像
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基于四胞元模型的3D缝合复合材料力学性能预测
4
作者 杨林 谢军波 +3 位作者 刘静妍 纪高宁 郭蕊 陈利 《复合材料学报》 北大核心 2025年第12期7297-7306,共10页
3D缝合复合材料纤维结构复杂,缝合区域微结构存在不确定性。提出3D缝合复合材料的虚拟纤维建模方法,通过模拟缝合成形工艺,生成缝合部位的高保真度几何孪生模型。利用Micro-CT技术分析缝合部位纤维结构,验证了几何孪生模型的准确性。考... 3D缝合复合材料纤维结构复杂,缝合区域微结构存在不确定性。提出3D缝合复合材料的虚拟纤维建模方法,通过模拟缝合成形工艺,生成缝合部位的高保真度几何孪生模型。利用Micro-CT技术分析缝合部位纤维结构,验证了几何孪生模型的准确性。考虑缝合结构的不确定性,提出4种代表性几何结构,采用虚拟纤维嵌入(VFE)技术,将虚拟纤维结构与基体材料体素单元嵌入耦合,构造了3D缝合复合材料4种胞元模型。针对纤维和基体材料分别建立损伤模型,模拟3D缝合复合材料拉伸损伤过程,预测了不同缝合部位的力学性能。4种胞元模型预测结果的平均值与实验结果相一致,拉伸强度、模量和破坏应变的预测误差分别为1.5%、1.2%和0.4%。 展开更多
关键词 三维缝合复合材料 虚拟纤维 有限元分析 力学性能 Micro-CT验证
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3D缝合预制体成形工艺仿真及几何孪生模型构造方法
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作者 刘静妍 谢军波 +2 位作者 纪高宁 郭蕊 陈利 《复合材料学报》 北大核心 2025年第11期6651-6659,共9页
3D缝合复合材料克服了2D铺层复合材料层间性能弱的缺点,在航空航天行业中,3D缝合预制体作为复合材料的核心增强元素,其几何结构对材料的力学特性起着至关重要的作用。然而,由于预制体本质上是一种柔性的织物,其在缝合过程中可能会经历... 3D缝合复合材料克服了2D铺层复合材料层间性能弱的缺点,在航空航天行业中,3D缝合预制体作为复合材料的核心增强元素,其几何结构对材料的力学特性起着至关重要的作用。然而,由于预制体本质上是一种柔性的织物,其在缝合过程中可能会经历几何结构的变化,例如纱线路径在缝合孔处的变动和横截面的压缩变形。为了对复合材料的性能进行准确预测和设计,实现对预制体的精确、高保真建模是至关重要的。本文针对石英纤维三维缝合预制体中纤维结构的复杂性,利用虚拟纤维技术,开发了一种仿真缝合工艺。该仿真方法能够精确模拟纱线的动态运动和形变过程,并成功构建出预制体的几何孪生模型,利用显微计算机断层扫描(Micro-CT)技术对预制体样本的内部单胞结构进行了详细分析,进而证实了所建立模型的精确度和稳定性。 展开更多
关键词 缝合预制体 虚拟纤维 成形工艺 几何孪生体 数值仿真
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复实验模态下相控阵天线阵面变形的虚拟感知
6
作者 周金柱 赵征 +2 位作者 王林 徐文华 成东明 《振动工程学报》 北大核心 2025年第4期663-676,共14页
相控阵天线阵面变形对电磁性能的影响较大,如何用稀疏光纤光栅应变传感器的应变测量信息实时感知天线阵面变形是实现结构健康监测和电磁性能调控的关键。本文提出了复实验模态下结构变形的虚拟感知方法。在该方法中,利用复模态转化方法... 相控阵天线阵面变形对电磁性能的影响较大,如何用稀疏光纤光栅应变传感器的应变测量信息实时感知天线阵面变形是实现结构健康监测和电磁性能调控的关键。本文提出了复实验模态下结构变形的虚拟感知方法。在该方法中,利用复模态转化方法处理模态测试获得的复模态数据以获得对应的实位移模态;利用模态扩展实现有限量实位移模态的全场扩展;结合扩展的实位移模态和有限元模态数据,推导了两个表征稀疏应变测量信息与全场位移映射关系的变形虚拟感知方程CMT⁃SEREP(complex mode transformation⁃system equivalent reduction expansion process)和CMT⁃LC(complex mode transforma⁃tion⁃local correspondence),以实现利用稀疏应变测量信息来估计变形阵面结构形状。研制了大型相控阵天线阵面变形实验平台,并开展了三种工况下不同感知方法的对比实验。实验结果表明,所提方法能利用稀疏应变测试信息重构出天线阵面结构的全场位移,并且CMT⁃LC法比CMT⁃SEREP法的感知精度高;对比传统的模态法,CMT⁃LC变形虚拟感知的相对百分比误差至少降低了6.105%。该方法不仅适用于非比例阻尼天线结构的变形感知,也适用于其他复杂工程结构的健康监测。 展开更多
关键词 相控阵天线 模态扩展 光纤布拉格光栅应变传感器 结构变形 虚拟感知
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基于虚拟仪器技术的光纤传感器位移测量实验装置设计
7
作者 苏力 雷瑛 《山西电子技术》 2025年第5期17-19,共3页
设计了基于虚拟仪器技术光纤传感器位移测量实验装置来简化已有的传统光纤传感器位移特性实验设备。首先进行传统光纤传感器的位移特性实验并记录实验数据,用于后期验证本次设计结果是否正确。其次利用LabVIEW软件和NI数据采集卡结合反... 设计了基于虚拟仪器技术光纤传感器位移测量实验装置来简化已有的传统光纤传感器位移特性实验设备。首先进行传统光纤传感器的位移特性实验并记录实验数据,用于后期验证本次设计结果是否正确。其次利用LabVIEW软件和NI数据采集卡结合反射式光纤传感器硬件实现位移测量装置的设计,同时将传统的人为扭动螺旋测微器替换为由步进电机驱动螺旋测微器旋动,以此可以实现对位移数据的半自动采集和处理。最后将所采集和处理的数据与通过传统光纤传感器位移测量实验装置得到的数据进行对比,确保设计的可行性和正确性。 展开更多
关键词 虚拟仪器 光纤传感器 步进电机 位移测量
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纤维桩全瓷冠修复虚拟仿真实验的应用及评价
8
作者 廖晓玲 李乐 +4 位作者 王鸿鹏 林欣 彭文涛 戴艳梅 陈春霞 《实用口腔医学杂志》 北大核心 2025年第4期572-576,共5页
文章旨在评价自行研发的纤维桩全瓷冠修复虚拟仿真实验软件在口腔专业本科生教学中的应用及效果。共纳入南开大学口腔医学专业55名本科生,采用理论讲授和纤维桩全瓷冠修复虚拟仿真实验教学,课后对学生开展问卷调查进行教学评价。问卷调... 文章旨在评价自行研发的纤维桩全瓷冠修复虚拟仿真实验软件在口腔专业本科生教学中的应用及效果。共纳入南开大学口腔医学专业55名本科生,采用理论讲授和纤维桩全瓷冠修复虚拟仿真实验教学,课后对学生开展问卷调查进行教学评价。问卷调查结果显示,超过半数的学生对虚拟仿真课程非常感兴趣(56.36%),非常有兴趣尝试其他形式的虚拟仿真课程(52.73%),激发了深入学习口腔修复学的兴趣(52.73%)及对未来工作环境的期待(54.55%),并对虚拟仿真效果表示非常满意(52.73%)。大二与大四学生相对比,其中三项调查问题统计数据存在显著性差异(P<0.05),包括是否有兴趣深入学习口腔修复学、对于未来工作的环境是否有所期待及能否清楚了解“牙的基本解剖结构”以及“桩”、“核”、“根管”等基本概念,其余问卷调查结果不同年级不存在显著性差异。由此可见纤维桩全瓷冠修复虚拟仿真系统应用于口腔本科生教学效果良好,可以在不同年级不同教学进度及时机开展,值得在今后的教学工作中推广。 展开更多
关键词 口腔修复学 纤维桩 虚拟仿真 医学教育
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圆形截面纤维介质过滤性能的CFD-DEM仿真
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作者 范建华 杨岱哲 +2 位作者 杨嵩 王璐 王昕 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第9期1-6,共6页
针对新工科和虚拟仿真课程建设的需求,开展了计算流体力学(CFD)和离散元法(DEM)的纤维介质动态过滤过程的仿真研究。利用扫描电镜图像构建纤维模型,仿真分析了颗粒粒径、流体速度、颗粒密度以及流体黏度对纤维过滤器性能的影响。结果表... 针对新工科和虚拟仿真课程建设的需求,开展了计算流体力学(CFD)和离散元法(DEM)的纤维介质动态过滤过程的仿真研究。利用扫描电镜图像构建纤维模型,仿真分析了颗粒粒径、流体速度、颗粒密度以及流体黏度对纤维过滤器性能的影响。结果表明:粒径的增大比颗粒密度更能有效地提高捕获效率;降低流体黏度可以综合改善过滤性能,而增大流体速度则会削弱过滤器的性能。该仿真研究有助于流体物理实验在流场可视化下的多变量操作,同时也为开展流体力学实验教学提供了条件。 展开更多
关键词 纤维介质 颗粒沉积 流体力学 虚拟仿真
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基于虚拟游标效应的锯齿形光纤MZI高灵敏应变传感器
10
作者 陈丽萍 魏勇 《半导体光电》 北大核心 2025年第4期659-665,共7页
为提升虚拟游标效应传感器灵敏度,提出一种锯齿形光纤马赫曾德尔干涉仪结构。通过二氧化碳激光器在毛细管光纤上加工锯齿形微结构,减小其传感区域横截面积,促使应变集中分布,从而显著增大传感干涉仪自身灵敏度。实验结果表明,当锯齿深度... 为提升虚拟游标效应传感器灵敏度,提出一种锯齿形光纤马赫曾德尔干涉仪结构。通过二氧化碳激光器在毛细管光纤上加工锯齿形微结构,减小其传感区域横截面积,促使应变集中分布,从而显著增大传感干涉仪自身灵敏度。实验结果表明,当锯齿深度为30μm时,传感干涉仪的应变灵敏度提升至2.5 pm/με。进一步结合虚拟游标效应处理,将传感信号与虚拟参考信号叠加放大(放大因子为136.6),最终传感器的包络谷灵敏度达341.75 pm/με,较现有同类传感器性能显著提高。该方法通过协同优化传感干涉仪结构与虚拟游标效应,为高灵敏度光纤应变传感器设计提供了新思路。 展开更多
关键词 锯齿形毛细管光纤 光纤应变传感器 虚拟游标效应 高灵敏应变传感
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一种基于时间触发光纤通道的lp-QPS算法
11
作者 杨佳宁 苏皓 +1 位作者 王一 冉成 《光通信技术》 北大核心 2025年第3期90-96,共7页
为解决光纤通道交换机调度算法在高吞吐率和低延时性能之间的权衡问题,提出了一种基于时间触发光纤通道的队列比例抽样(lp-QPS)算法。该算法通过引入长队列有效机制,优先匹配超过门限阈值的虚拟输出队列(VOQ),同时对其余队列采用队列比... 为解决光纤通道交换机调度算法在高吞吐率和低延时性能之间的权衡问题,提出了一种基于时间触发光纤通道的队列比例抽样(lp-QPS)算法。该算法通过引入长队列有效机制,优先匹配超过门限阈值的虚拟输出队列(VOQ),同时对其余队列采用队列比例抽样进行循环调度,并与其它迭代调度算法进行实验对比。实验结果表明:在Bernoulli到达过程和突发到达过程的4种流量模型下,该算法均可以获得100%的吞吐率,并提供更优的延时性能,为光纤通道交换机的性能优化提供了重要参考。 展开更多
关键词 光纤通道 Crossbar交换网络 调度算法 虚拟输出队列 输入排队
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无线光通信技术及其应用 被引量:20
12
作者 苏磊 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2002年第4期22-25,共4页
论述了无线光通信技术的发展历史 ,简要介绍了工作原理、与其他接入方式的对比情况。
关键词 FSO 无线光通信 虚拟光纤 通信质量 自由空间光通信
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基于虚拟仪器的光纤光栅温度传感系统设计 被引量:5
13
作者 常天英 贾磊 隋青美 《半导体光电》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期140-142,共3页
在简要阐述虚拟仪器技术Labview7.1和光纤光栅测温原理的前提下,介绍了一种基于虚拟仪器技术的光纤光栅温度传感系统,包括系统的硬件和软件结构。重点说明了如何利用虚拟仪器工作平台(Labview7.1)来实现数据的采集、处理、显示、保存以... 在简要阐述虚拟仪器技术Labview7.1和光纤光栅测温原理的前提下,介绍了一种基于虚拟仪器技术的光纤光栅温度传感系统,包括系统的硬件和软件结构。重点说明了如何利用虚拟仪器工作平台(Labview7.1)来实现数据的采集、处理、显示、保存以及查询等功能,从而快速、智能化地实现光纤光栅波长移位的检测,进而得到准确的被测对象温度曲线。该系统具有界面形象、操作方便、可靠性高、功能全和可扩展性强等优点。 展开更多
关键词 虚拟仪器 光纤光栅 解调模块 温度
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动态色散补偿技术的研究进展 被引量:7
14
作者 李琳 蔡海文 +2 位作者 赵岭 方祖捷 陈高庭 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期194-197,共4页
概述了光通信网中动态色散补偿技术。对常见的几种动态色散补偿技术的机制。
关键词 色散补偿 光纤光栅 虚像位相阵列
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基于虚拟仪器的光纤瓦斯传感系统 被引量:2
15
作者 汪敬贤 闫孝姮 李文江 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2007年第9期39-40,共2页
采用普通发光二极管LED产生的宽带光源,通过光纤Bragg光栅和压电陶瓷对其进行波长调制,获得窄带出射光,并采用神经网络对压电陶瓷两端的电压进行控制,从而实现瓦斯气体浓度的高灵敏度测量。利用虚拟仪器技术,将采集的信号进行解调及加... 采用普通发光二极管LED产生的宽带光源,通过光纤Bragg光栅和压电陶瓷对其进行波长调制,获得窄带出射光,并采用神经网络对压电陶瓷两端的电压进行控制,从而实现瓦斯气体浓度的高灵敏度测量。利用虚拟仪器技术,将采集的信号进行解调及加工处理和计算,简化了设计。得到的瓦斯浓度能够在图形界面上显示,并进行保存,以便用于瓦斯突出、瓦数预测等其他后续工作。 展开更多
关键词 瓦斯检测 光纤 虚拟仪器
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组合陀螺测试系统的设计与实现 被引量:3
16
作者 王健 戴俊洁 郭全民 《西安工业大学学报》 CAS 2011年第3期271-278,共8页
为提高惯性导航系统的主要性能参数精度,运用IFOG测试标准规范的性能指标测试方法,在PXI硬件测试平台和SGT320E型三轴多功能转台上,通过建立LabVIEW的信号处理模块,设计出了单轴光纤陀螺测试系统.实验结果表明:测试系统实现了光纤陀螺... 为提高惯性导航系统的主要性能参数精度,运用IFOG测试标准规范的性能指标测试方法,在PXI硬件测试平台和SGT320E型三轴多功能转台上,通过建立LabVIEW的信号处理模块,设计出了单轴光纤陀螺测试系统.实验结果表明:测试系统实现了光纤陀螺组合的电压/电流监测,电压、电流偏差低于10%;完成了PXI控制系统对转台转速、方向的控制和光纤陀螺的标度因数、零偏、分辨率等性能指标的测试功能,得到测试标度因数精度为±10%,零偏小于0.2°/s,分辨率小于0.03°/s. 展开更多
关键词 电流传感器 电压传感器 PXI系统 虚拟仪器技术 单轴光纤陀螺
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结合波分复用和空分复用的光纤光栅串口总线式检测系统 被引量:9
17
作者 张勇军 赵振刚 +3 位作者 许俊飞 王洪亮 王达达 李川 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期233-237,共5页
结合波分复用和空分复用技术,可增加光纤Bragg光栅(FBG)传感波长的解调数目。开发了FBG传感器检测仪与计算机系统之间的光纤Bragg光栅传感检测系统。该系统通过串口总线分别与光开关和解调仪通信,实现了传感光谱的实时描绘和16通道的... 结合波分复用和空分复用技术,可增加光纤Bragg光栅(FBG)传感波长的解调数目。开发了FBG传感器检测仪与计算机系统之间的光纤Bragg光栅传感检测系统。该系统通过串口总线分别与光开关和解调仪通信,实现了传感光谱的实时描绘和16通道的FBG传感中心波长的动态更新。测试结果表明,系统工作波长范围为1527~1566nm,中心波长分辨率为1pm,一次采集光栅波长信息时间为620ms。 展开更多
关键词 波分复用 空分复用 串口总线 光纤BRAGG光栅 虚拟仪器
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应用光纤光栅和虚拟仪器的切削力测量技术 被引量:4
18
作者 刘兆妍 雷振山 《工具技术》 北大核心 2005年第10期53-56,共4页
在分析光纤光栅应变传感器原理的基础上,针对切削力测量的需要,设计出了光纤光栅传感器各项参数,简化了测试仪器结构,避免了温度对测量精度的影响。在虚拟仪器平台上开发了测试数据处理和自动化管理的程序,介绍了LabVIEW环境中建立切削... 在分析光纤光栅应变传感器原理的基础上,针对切削力测量的需要,设计出了光纤光栅传感器各项参数,简化了测试仪器结构,避免了温度对测量精度的影响。在虚拟仪器平台上开发了测试数据处理和自动化管理的程序,介绍了LabVIEW环境中建立切削力经验公式的简单方法。 展开更多
关键词 光纤光栅 虚拟仪器 切削力测量 光纤光栅传感器 虚拟仪器平台 测量技术 切削力 测试数据处理 LabVIEW 应用
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预应力FRP加固RC梁的受力分析 被引量:16
19
作者 郭馨艳 黄培彦 郑小红 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期6-10,共5页
粘贴预应力纤维增强复合材料(FRP)片材对土木建筑结构进行加固和修复,可以提高工程效率,改善构件的受力状况.文中从理论分析着手,推导出了预应力FRP片材增强RC梁的有效预应力、预应力损失量和容许张拉预应力的计算公式,并以两组预应力FR... 粘贴预应力纤维增强复合材料(FRP)片材对土木建筑结构进行加固和修复,可以提高工程效率,改善构件的受力状况.文中从理论分析着手,推导出了预应力FRP片材增强RC梁的有效预应力、预应力损失量和容许张拉预应力的计算公式,并以两组预应力FRP片材增强RC试验梁为研究对象,从理论上计算了这些试验梁的有效预应力、预应力损失量和容许张拉预应力.分析结果表明,有效预应力的理论计算值与实验值相吻合,但预应力损失量的实验值比理论计算值稍大. 展开更多
关键词 纤维增强片材 有效预应力 预应力损失量 容许张拉预应力
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虚拟变电站技术探讨 被引量:3
20
作者 洪天炘 李卫国 凌永华 《继电器》 CSCD 北大核心 2005年第12期69-71,共3页
提出了虚拟变电站的概念,并分析了虚拟变电站的硬件组成、软件结构及工作原理,分析了实现虚拟变电站技术所面临的主要问题。探讨了虚拟变电站技术在实现多座变电站间备用电源自动投入中的应用前景。
关键词 虚拟变电站 光纤通信 微机保护 备用电源自投装置
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