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U型薄壳渡槽短壳槽身应力的三维模型光弹性试验研究
U型薄壳渡槽是一种常见的水利水电工程结构，其结构特点是强度高、刚度大、耐风压、耐震动，因此广泛应用于水文工程、防洪工程、水力发电以及灌溉工程等领域。U型薄壳渡槽结构设计的重要理论参数之一是应力分析，本文将探讨U型薄壳渡槽中短壳槽身应力的三维模型光弹性试验研究。
一、研究背景
随着水利水电工程的不断发展，U型薄壳渡槽在工程中的应用越来越广泛。然而，由于结构的特殊性质和不规则形状，U型薄壳渡槽的应力分析非常困难。虽然现在已经有许多理论方法和数值模拟技术用于分析U型薄壳渡槽的应力，但对于特殊结构的U型薄壳渡槽来说，仍存在一些不确定性。因此，通过实验方法进行U型薄壳渡槽的应力分析，具有非常重要的意义，可以为实际工程提供可靠的理论基础。
二、试验对象和试验方法
2.1试验对象
本研究选择一种常见的U型薄壳渡槽结构作为试验对象，其结构如下图所示。采用铝合金材料，槽体长为1.2m，宽为0.6m，高为0.3m，槽壁厚度为0.01m。槽体两端通过嵌入槽体的橡胶密封圈紧密连接，确保水不会从槽体漏出。
（插入图片1：U型薄壳渡槽结构图）
2.2试验方法
本研究采用光弹性试验方法测量U型薄壳渡槽中短壳槽身的应力。光弹性试验是利用光学仪器和材料弹性性能相结合的测试方法，通过观察和测量不同外载荷下材料表面上的光学干涉条纹，来推断材料受力状态的一种试验方法。光弹性试验常用的仪器有相干干涉仪和光学投影仪，本研究采用相干干涉仪进行实验。
三、试验结果分析
3.1实验结果
本研究通过实验测量得到了U型薄壳渡槽短壳槽身在不同外载荷下的应力分布情况。实验结果显示，在不同载荷下，短壳槽身应力分布呈现出不同的特点，其中最大应力集中在槽壁的弯曲半径处，且随载荷增加而逐渐增大。
3.2分析结果
通过对实验结果的分析，可以发现以下几个问题：
（1）载荷大小对短壳槽身应力分布的影响较大，随载荷增加，短壳槽身中的最大应力逐渐增加。
（2）短壳槽身应力分布具有不对称性。在载荷作用下，短壳槽身的首尾两端应力分布存在明显差异，且应力分布的不对称特征随载荷的增加而变得更加明显。
（3）短壳槽身应力分布的变化趋势与其结构形状密切相关。由于U型薄壳渡槽的特殊结构，短壳槽身的几何形状对应力分布有着重要影响。
四、结论
通过光弹性试验方法研究U型薄壳渡槽中短壳槽身的应力分布情况，可以发现该结构在不同外载荷下应力分布具有不对称性，最大应力集中在槽壁的弯曲半径处。此外，载荷大小和短壳槽身的几何形状对应力分布有着重要影响。这些研究成果对于完善U型薄壳渡槽的设计理论，提高其工程可靠性具有重要意义。