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对不同锈蚀率下钢筋混凝土梁的加载破坏过程进行了声发射试验,研究了声发射事件结果与梁构件裂缝开展位置的对应关系及声发射信号特征.结果表明:对于不同锈蚀率下的钢筋混凝土梁,声发射事件结果与裂缝位置具有较好的对应性,利用声发射技术对缺陷源进行是可行的,并且可根据声发射事件数量的增长情况来判断梁构件的受力阶段;随着应力水平的增大,钢筋混凝土梁声发射信号频段中心由低频向高频转移;随着钢筋锈蚀率的增大,钢筋混凝土梁在破坏过程中的声发射事件数量减少,其释放的总能量降低.
简要介绍了目前已有的FRP加固混凝土梁抗剪承载力的计算方法。考虑混凝土箱型梁斜裂缝的分布规律对FRP应变分布的影响和腹板侧移变形对FRP-混凝土界面粘结性能的弱化影响,给出了FRP抗剪加固混凝土箱型梁平均有效应变的确定方法,进而提出了加固混凝土箱型梁FRP抗剪贡献的计算方法,通过与试验结果的对比,本文提出的计算方法的计算结果与试验值吻合较好。

研究了SAP(水树脂)内养护剂对膨胀混凝土力学性能、变形开裂性能和耐久性能的影响,然后通过MIP,SEM,XRD等手段对其养护机理进行了微观分析.结果表明:掺加SAP可显著提高膨胀混凝土的早期膨胀值和限制膨胀率,降低膨胀与收缩变形的差值,且对强度、渗透性无不利影响.由于SAP具有水-释水功能,因此掺加SAP将有利于钙矾石的生成和水泥水化程度的提高,并能有效改善膨胀混凝土的孔结构分布.
高压玻璃纤维管线管在原油集输、污水回、注聚合物等领域得到广泛应用。管线从生产出厂到实际投产运行需经过许多环节,每个环节的质量控制都决定着管线能否正常投产使用。为了使高压玻璃纤维管线管在原油集输、污水回注、注聚合物等领域得到更好的应用,本文结合相关标准与现场安装实际,对管线安装过程中涉及的管线装卸、管沟开挖、管线架空及穿越、固定墩设置、管线试压、管道回填和管线运行等各个环节的质量控制点进行详细的论述。
采用应力控制模式对不同材料组成的多孔沥青混合料进行疲劳试验,分析了空隙率、油石比和浸水状态对混合料疲劳特性的影响,并比较了不同油石比的沥青混合料在不同浸水时间下的疲劳特性差异.结果表明:多孔沥青混合料的抗疲劳性能随空隙率的增大而减小;随着油石比的增大,多孔沥青混合料疲劳寿命的应力敏感性降低,存在着油石比,在油石比下混合料的抗疲劳性能;浸水状态对多孔沥青混合料的疲劳特性影响与油石比大小密切相关,当油石比适中或偏大时,浸水3～10d对其疲劳特性影响较小.
由于材料的各向,与金属材料相比,玻纤增强复合材料可以通过相应的设计来更好地发挥其优势性能,复合材料机舱罩就是典型的例子。现有的机舱罩结构分析,多数只是对其承载力的检验。根据GL2010标准,利用Solid Works建立机舱罩模型,在ANSYS中对其进行刚度和强度分析。根据分析结果,综合考虑制造的限制条件,如加强筋位置、分块、成本等因素,对加强筋的尺寸和整体蒙皮的厚度进行优化。优化后的分析结果表明,考虑制造限制条件的优化分析可以更好地满足工程对刚度的要求,是值得推荐的方法。
为研究缠绕复合材料夹芯圆柱壳的力学特性,先开展了缠绕复合材料夹芯圆柱壳模型的轴向压缩试验,得到载荷-位移曲线与应变分布规律;进而,依据复合材料经典层合板理论,将缠绕圆柱壳模型的内外蒙皮均匀化,等效为单向纤维增强复合材料,采用ABAQUS有限元软件对结构模型进行分析,得到不同载荷下的应变规律;后,将有限元计算结果与试验结果进行对比,轴向刚度误差为10.69%,测点应变值误差为12.88%,表明该方法可用于缠绕复合材料夹芯圆柱壳计算,为复合材料夹芯圆柱壳的设计应用提供指导。
研究表明复合材料预紧力齿连接接头具有良好的静力性能,但对其在循环载荷作用下的疲劳性能还没有深入研究。主要针对不同预紧力下的接头进行了大量疲劳试验,先通过对试验结果的分析,讨论了预紧力对接头疲劳寿命的影响规律;然后分析了滞回曲线的变化规律,探讨了滞回曲线与接头疲劳损伤累积的关系;后通过对试件疲劳断口的观察和分析,初步探究了接头的疲劳破坏机理。

采用铁氧菌对液化粉土灌浆,通过动三轴试验,研究了灌浆粉土动性模量和动强度的变化,结果显示灌浆后土体的动性模量和动强度均明显提高.采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)探讨了铁基灌浆对粉土的改性机理,微观分析显示铁氧菌代谢产物中含有碱式磷酸铁络合物,该络合物具有良好的附、絮凝效能,可附粉土中游离的阳离子及菌丝等多糖产物,终形成生物黏泥.生物黏泥可填充土粒间孔隙,胶结土体颗粒,从而增加土体的动力抗剪性能.
以磷酸镁水泥(magnesium phosphate cement,MPC)为胶凝材料制备出了表观密度为1800~750 kg/m3的可用于结构的磷酸镁水泥-聚苯泡沫(MPC-EPS)混凝土.试验研究了MPC-EPS混凝土的力学性能、干缩性能、水率及抗冻融和干湿循环能力.结果表明:MPC-EPS混凝土具有较高的早期强度,且EPS掺量越大,其早期强度发展越快;与普通水泥为胶凝材料的EPS混凝土相比,MPC-EPS混凝土具有较低的干缩变形和水率,是一种耐久性良好的保温隔热材料.
截面结构强度分析校核方法是风力机叶片设计优化的关键问题。针对现有的叶片工程力学计算方法精度不高、有限元分析方法计算开销较大的问题,在研究风力机复合材料叶片结构设计模型的基础上,基于复合材料力学理论,推导出计算叶片截面周向各处拉伸和剪切应变的计算公式;在叶片生命周期内的极限载荷下,对某1.5 MW叶片进行了结构强度计算和分析,通过与该叶片在当量极限载荷下的测试结果对比,验证了所述方法的有效性。
通过对自然感潮环境下混凝土的自由氯离子浓度分布的分析,研究了既有混凝土氯离子侵蚀的特征及扩散特性,采用室内自然扩散法进行了模拟扩散试验,并根据Fick第二定律和MonteCarlo法分析了既有混凝土和试验混凝土的扩散参数及钢筋初始锈蚀时间.结果表明:自然环境下混凝土的氯离子侵蚀存在明显的对流区,自然扩散法的氯离子扩散系数大于自然环境下2个数量级,模拟混凝土中钢筋表面的自由氯离子浓度是自然环境下实际浓度的2倍,钢筋初始锈蚀时间是实际的240倍.
采用电化学加速锈蚀和人工环境模拟方法制备侵蚀环境下混凝土构件中锈蚀钢筋样本,阐述了钢筋均匀锈蚀和不均匀锈蚀的发展机理,建立了更为合理的钢筋锈蚀程度分类方法和更为准确的评估指标.通过锈蚀钢筋力学性能测试,研究蚀坑参数对锈蚀钢筋力学性能的影响,建立了钢筋力学性能退化模型.考虑工程维护管理和结构性能评估实际情况,针对锈蚀率在5%~20%,蚀坑形状不规则的Ⅱ级钢筋,建立了蚀坑形状特征参数模型,为准确预测侵蚀环境下考虑锈蚀的钢筋混凝土结构长期承载力奠定了基础.
通过研究减缩剂对聚羧酸减水剂的塑化效果、聚羧酸减水剂对减缩剂的减缩效果以及两者同掺后对水泥基材料力学性能的影响来探讨两者的相容性.结果表明:两者在水泥基材料中的相容性良好,减缩剂对聚羧酸减水剂的塑化效果有一定提高作用,原因是减缩剂的加入会略微降低掺有聚羧酸减水剂的水泥颗粒表面的zeta电位,并且使聚羧酸的PEO支链得到伸展;聚羧酸减水剂对减缩剂的减缩效果有明显的增强作用,并且可以降低减缩剂对水泥基材料力学性能所产生的负面影响.
采用真空辅助灌注成型工艺与热压罐成型工艺,分别制备不同增强材料的标准压缩试样和含缺陷的压缩试样。压缩测试实验结果表明,压缩载荷下波纹缺陷引起压缩性模量和强度显著减小,并且对压缩强度的影响更加明显;同时,均一波纹对复合材料板材的压缩强度与压缩性模量的影响比梯度波纹更大;此外,波纹对碳纤维预浸料增强复合材料的力学性能影响更大,层间剪切破坏是试样主要失效机制,并且在纤维波纹的偏转角处,试样易发生横向剪切破坏。

分别采用氯离子扩散系数快速测定方法(RCM法)以及氯离子稳态迁移方法,研究了表面单个裂缝对混凝土材料中氯离子传输性能的影响.结果表明:RCM法并不适用于评价带裂缝混凝土的氯离子扩散性能,而采用氯离子稳态迁移方法评价带裂缝混凝土的氯离子迁移性能比较合理.根据开裂混凝土试件电场加速氯离子稳态迁移试验结果发现,裂缝的存在加强了氯离子在混凝土中的传输,并且当裂缝宽度d≥123μm时,氯离子迁移系数随着裂缝宽度的增加而显著增加.
依托某全新开发的纯电动车型,开展碳纤维复合材料上车体结构设计及验证;根据原上车体设计的性能要求及碳纤维复合材料的材料和成型工艺特性进行结构设计,CAE分析验证,零部件及整车验证,成功试制碳纤维复合材料上车体并应用于整车。研究结果表明,碳纤维复合材料经合理的结构设计更适合作为结构件在汽车领域中予以应用,并具有显著轻量化效果,在汽车尤其是纯电动轿车领域具有发展前景。

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