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为了满足对活性粉末混凝土(RPC)结构进行非线性分析和设计的需要,通过试验研究了RPC试件在双轴受压状态下的强度和变形特性,分析了RPC的破坏形态、双轴抗压极限强度、峰值应变、应力-应变曲线等变化规律,给出了RPC的二轴峰值应力包络图与峰值应变包络图,建立了主应力空间下RPC的双轴破坏准则,为RPC按多轴强度理论进行设计提供了试验依据.
新闻报道:
研究了水泥细度对混凝土初始坍落度、抗压强度、碳化性能、氯离子扩散性能、干湿循环损伤的影响.结果表明:水泥细度提高,混凝土初始坍落度降低,抗压强度增大;碳化时间相同时,随着水泥细度的增加,混凝土碳化深度不断减小;水泥细度对混凝土氯离子扩散系数影响不大;水泥细度的提高加剧了混凝土干湿循环损伤的程度.
根据氯离子在混凝土中的传输机制,从交变荷载作用下混凝土的疲劳损伤入手,基于裂纹面积来表征氯离子扩散系数,从微观角度定量分析了疲劳损伤对混凝土裂纹面积扩展值的影响;根据Fick第二定律建立了交变荷载作用下损伤混凝土中的氯离子传输模型,并给出了其解析解.结果表明:所建模型计算结果与室内试验结果吻合良好,说明交变荷载作用下损伤混凝土中氯离子传输模型所应用的理论和提出的设具有一定的合理性和科学性.
提出了一种新型格构腹板增强轻木夹芯复合材料桥面板,这种面板具有轻质高强、耐腐蚀、易拼装等特点,可用于事舟桥等组合结构桥梁领域。该新型桥面板的复合材料面层、格构腹板与芯材在模具内通过真空导入工艺整体一次成型,利用格构腹板提高面层与芯材的整体性,可更大程度地发挥新型桥面板的受力性能。基于复合材料夹层结构经典理论,对该桥面板在典型轮式车辆和履带式车辆荷载作用下的性能进行了受力分析。结果表明:该桥面板的刚度满足设计要求;纤维面层正应力和轻木芯材剪应力均满足强度要求;与原同尺寸桥面板相比,减重57%。
采用四步法三维编织以及VARTM技术制得三维编织复合材料T型梁,利用MTS 810.23仪器对材料进行准静态三点弯曲测试,使用频率为3Hz、应力比R=1的正弦波加载条件对材料进行弯曲疲劳测试。根据测得的数据分析获得S-N曲线、应力位移曲线以及位移曲线,材料在50%应力水平下其三点弯曲疲劳加载循环次数超过50万次。通过终破坏形态可知,筋高处纤维的断裂是导致材料终失效的主要破坏模式。
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新闻介绍
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编辑: 高韧性纤维混凝土(ECC)具有的韧性、的耗散能力及裂缝无害化分布的特点,在结构抗震中有极其优良的性能;FRP筋强度高,耐腐蚀性好。当两者结合起来使用时不仅克服了普通混凝土的不足,还能满足结构耐久性和特殊性能的要求。介绍了FRP筋与ECC之间的粘结工作机制,及其组成构件和结构的抗震性能。研究表明,在抗震结构中使用FRP筋ECC构件,可以减少残余变形,提供相对大的性变形的能力。后简要概述了针对FRP筋ECC复合结构抗震性能评价的综合性能指标法,提出了还需进一步研究完善的方向。
以木塑复合材料、无碱玻璃纤维织物以及不饱和聚酯树脂为原料,采用真空导入工艺制造复合材料-木塑组合柱。对该组合柱进行轴心受压试验,得到其失效模式、承载力以及纵向变形等力学行为。试验结果表明:复合材料-木塑组合柱在轴压荷载作用下,主要破坏模式为轴向受压破坏,且在复合材料面层出现横向裂纹;组合柱极限承载力随着截面尺寸的增加而显著提高,而且组合柱具有良好的延性。采用考虑组合效应的分析方法对该组合柱的轴压承载力进行预测,结果表明当组合系数取0.3时,理论计算结果与试验结果吻合较好。
新闻报道:
通过室内拉拔试验和剪切试验,对比研究了不同界面处理方式对刚柔复合式路面界面层抗剪强度、黏结强度的影响,并依托工程实践对新型高碳糖露石剂的应用效果进行了验证.结果表明:与光面、拉毛、喷砂等传统界面处理方式相比,应用新型高碳糖露石剂处理水泥混凝土板表面能显著提高界面层的抗剪强度和黏结强度,与现有露石剂使用效果相当,但相比之下,新型高碳糖露石剂可降低约93%的成本,经济效益显著.
针对某玻璃纤维厂年产2万t玻璃纤维窑炉进行数值模拟,建立关于全氧燃烧玻璃纤维窑炉中火焰空间和玻璃液流动的三维数学模型,运用UDF程序将两部分通过单向耦合的方式有机结合并获得模拟结果.通过模拟结果与现场实测数据进行比较可以看出,该数学模型能够比较客观的反映单元玻璃纤维窑炉富氧燃烧空间和温度场、速度场的分布规律.这对了解玻璃纤维窑炉工作原理、改善工况、降低风险以及优化窑炉设计都具有一定指导意义.
采用比等效导热相等法则,把颗粒改性复合材料导热系数求解问题转化为含有单个颗粒立方单元体的导热系数求解.通过在单元体中定义复合体,计算出复合体的导热系数.在此基础上分别采用串、并联模型,推导出颗粒改性复合材料导热系数计算公式.采用本方法的计算结果与文献报道的实验数据进行了对比,表明本方法计算结果比Luikov算法及经典的Maxwell-Eucken模型更为,与实验数据吻合较好,从而为颗粒改性型复合材料导热系数计算提供了一种简单、可靠的方法.
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为有效测钢筋混凝土结构内部钢筋的锈蚀,提出了基于压电陶瓷(PZT)波传播法的钢筋锈蚀测方法.先,基于PZT波传播法对变形钢筋进行了试验研究及数值模拟,找出了应力波在无锈蚀钢筋中的传播衰减规律;然后,设计制作了18个钢筋混凝土试件,在埋入每个试件中的钢筋表面相同位置粘贴PZT激励器/传感器;后,对试件进行电化学快速锈蚀,并在试件锈蚀过程中,对其进行PZT测试,来追踪锈蚀对应力波传播特性的影响.结果表明:钢筋锈蚀严重影响应力波的传播衰减规律,传感器接收到的信号幅值与钢筋锈蚀率之间呈二次函数的关系.
本项目采用化学蚀刻法制作副反射器栅面图形替代原来的绷丝工艺;用高强度聚氨酯泡沫、J-164填充胶、低密度纤维粉等材料制作天线反射器法兰和加强筋部分;采用一体化成型法兰的方法既节约了两套法兰模具、缩短了天线制作周期,又减轻了天线的重量,采用合理的后处理工艺使天线反射器的型面精度达到图纸要求。
探究了微胶囊掺量、试件预破坏程度、侵蚀溶液pH值以及试件养护龄期对试件修复行为的影响.利用抗压强度回复率和损伤变量来评价试件的自修复效果.结果表明:掺入微胶囊后试件的抗压强度回复率得到提高,不同龄期试件的修复效果均随侵蚀溶液pH值的提高而提高.相同情况下,当微胶囊质量分数为2%时,养护28d的试件修复效果较好,而微胶囊质量分数为4%时,养护180d的试件抗压强度回复率较高.
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应用流变仪和DSC分析技术,系统研究了促进剂含量对一种用于大型碳纤维复合材料结构件真空导入成型的树脂体系的影响。对促进剂含量分别为0.5%、1.0%和1.5%的树脂体系,分别进行了粘度特性、工艺窗口、固化特性和基本力学性能的分析。该树脂体系的灌注温度并未随促进剂含量增加而变化,适用期、完全固化所需的温度和时间均随促进剂含量的增加而降低。增加促进剂含量可以降低固化温度,并浇铸体的力学性能基本不受影响,从而可以在普通模具中应用该树脂体系。
采用十字搅拌轴剪切仪测定混凝土拌和物的流变参数(屈服应力τ0和塑性黏度η)更具准确性.通过推导给出了自制十字轴流变仪扭矩与转速关系,得出了流变参数计算公式;试验所得混凝土拌和物流变参数与已有相关理论和试验具有良好的一致性,并能量化分析混凝土触变性能,可满足施工现场连续测定混凝土工作性需求.
聚丙烯酰亚胺(PMI)泡沫夹层复合材料具有的宽频透波性能,被广泛用于制备透波雷达天线罩。为了设计满足宽频透波要求的某型天线罩,从复合材料结构原理出发,选择石英纤维增强树脂复合材料为蒙皮,PMI泡沫为芯材的A夹层结构方案,采用三维全波电磁场仿真软件(CST软件)计算比较了不同蒙皮厚度和芯材厚度对A夹层结构透波性能的影响,得到了理论结构。进一步的平板试验结果表明,透波率的实际测试值与理论计算结果基本吻合,可见设计的A夹层复合材料结构可满足某型天线罩的宽频透波要求。
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研究了水泥细度对混凝土初始坍落度、抗压强度、碳化性能、氯离子扩散性能、干湿循环损伤的影响.结果表明:水泥细度提高,混凝土初始坍落度降低,抗压强度增大;碳化时间相同时,随着水泥细度的增加,混凝土碳化深度不断减小;水泥细度对混凝土氯离子扩散系数影响不大;水泥细度的提高加剧了混凝土干湿循环损伤的程度.
介绍了一种由拉剪试验结合有限元计算得到界面剪切内聚力模型的方法,并从能量释放率的角度验证了该方法的可行性。通过树脂混凝土/钢粘接试样的单侧拉剪试验,得到粘接界面的载荷-加载位移关系图,基于双线性内聚力剪切模型对受拉剪过程的分析得到界面内聚力模型的特征错动位移和错动位移的比值,再结合有限元模拟计算拉剪试验过程,得到界面内聚力模型的应力和特征错动位移,后比较了拉剪试验的能量释放率和计算得到的能量释放率,两者相对误差在10%以内,认为计算内聚力的方法是可行的。
为研究通用基酯树脂基体对玻璃纤维的浸润性能,考察了两种基酯树脂基体、三种玻璃纤维。通过添加助剂改变树脂体系的表面张力,以靶环实验测试不同树脂体系对三种玻璃纤维的浸润速率,采用RTM工艺灌注平板试验验证各树脂体系对玻璃纤维的浸润效果,优选出匹配性的树脂基体和玻璃纤维。研究表明,降低树脂体系表面张力有利于树脂对玻璃纤维的充分浸润,批产应用效果十分明显。