纤维陶粒混凝土与普通混凝土粘结性能实验研究

通过对聚丙烯腈纤维陶粒混凝土与普通混凝土Z型试件和立方体抗拉试件的加载实验,研究结合面的处理方式、混凝土强度、浇筑时间间隔对2种混凝土粘结性能的影响规律.结果表明:用露骨料水洗剂处理结合面可省时省力地提高结合面的粗糙度、Z型试件的抗剪强度;对结合面的抗拉强度而言,露骨料水洗剂界面虽然对陶粒混凝土与C40混凝土结合面的抗拉强度有提高作用,却降低了与C30混凝土结合面的抗拉强度;在先浇混凝土终凝结束后,缩短2种混凝土先后浇筑时间间隔、提高后浇混凝土强度对结合面粘结强度有提高作用.     

不同剪跨比下陶粒混凝土叠浇梁抗剪性能试验研究

简支梁受压区采用普通混凝土, 受拉区采用陶粒混凝土, 可充分利用普通混凝土的高抗压强度及陶粒混凝土良好延性及自重轻的优点, 实现二者有机结合. 通过设计制作3根底部采用陶粒混凝土, 上部采用普通混凝土, 剪跨比分别为1.3、1.9、2.5的叠浇梁, 和1根剪跨比为1.9的全陶粒混凝土梁进行抗剪性能试验, 分析叠浇梁在荷载作用下的整体工作性能与破坏特征, 研究不同剪跨比对叠浇梁抗剪极限承载力、变形、最大斜裂缝宽度、纵筋应变和箍筋应变的影响. 结果表明: 所设计的叠浇梁叠浇结合面整体工作性能良好; 随着剪跨比的增大, 跨中挠度和最大斜裂缝宽度增大; 达到极限荷载时, 纵筋均未屈服, 剪跨区箍筋屈服, 4根简支梁均发生典型的剪切破坏.     

Z型Q345冷弯钢构件率相关本构模型下的动态冲击失稳研究

以Z型Q345薄壁冷弯钢构件为研究对象, 首先测试了试验钢在10-4~102s-1应变率内的材料力学属性, 并拟合得到了由Johnson-Cook本构模型表述的材料本构参数, 同时对拉伸断裂的试件断口做了微观形貌分析. 接着, 在落锤装置上对Z型冷弯钢构件做不同速度的轴向冲击试验, 研究构件受到冲击的动态失稳变形情况. 然后, 通过ABAQUS软件建立了可以反映锤头冲击构件过程的仿真模型, 考虑应变率效应和初始缺陷等因素, 分析了构件主要部位端部质点的位移和速度变化情况以及应力波传播效应的影响. 结果表明 薄壁冷弯钢构件受到外部冲击作用会产生动态屈曲, 随着冲击载荷增大, 发展为明显的塑性变形. 应力波的传播效应对动态屈曲模态的阶跃起着关键的作用.     

陶粒混凝土复合叠浇试件黏结滑移性能研究

装配式混凝土结构中,使用陶粒混凝土与普通混凝土复合叠浇试件能有效减轻结构自重.影响叠浇构件整体工作性能的关键因素是陶粒混凝土与普通混凝土叠浇结合面的黏结性能.考虑叠合试件叠浇面的处理方式和叠浇间隔时间,对陶粒混凝土与普通混凝土在叠浇面处的黏结滑移进行试验分析,结合混凝土黏结机理,拟合出陶粒混凝土与普通混凝土短龄期复合叠浇试件的黏结抗剪强度与叠浇间隔时间和黏结面处理方式的关系式.建立有限元模型,采用接触单元及库伦摩擦模型,对叠浇试件的黏结滑移进行模拟验证.结果表明:随着叠浇间隔时间的增加,叠合面处黏结强度逐渐降低,当叠浇间隔时间超过2 d后,黏结强度逐渐趋于稳定;使用露骨料水洗剂对界面进行处理比凿毛法更能有效提升黏结强度;有限元模拟分析与试验结果相吻合.     

预应力陶粒混凝土与普通混凝土叠合梁受弯性能研究

为了研究短龄期叠合浇筑间隔时间变化和预应力对叠合梁受弯力学性能的影响,制作了4根陶粒混凝土与普通混凝土叠合梁,进行三等分点受弯试验.对正截面受弯承载力和开裂弯矩进行理论计算,并与试验结果进行对比.结果表明:在同一荷载水平下,预应力叠合梁裂缝宽度小于非预应力叠合梁;浇筑间隔时间的变化对预应力叠合梁承载能力的影响不明显;最...     

冷弯薄壁C和Z型钢组合框架低层住宅的承载能力比较

利用遗传算法和直接强度法(DSM)得到轴压下优化后的冷弯薄壁卷边C和Z型钢,取相同截面积时两者的最优尺寸相同.利用有线条(CUFSM)和DSM,验证了单根冷弯C和Z型钢的临界屈曲荷载和极限承载力基本对应相等.随后,基于有限元软件SAP2000对冷弯薄壁型钢单层住宅整体建模,将优化后尺寸相同的C和Z型钢应用于结构中,施加相同的荷载,发现两者整体结构的临界屈曲载荷不同,Z型钢房屋框架屈曲后承载能力更高;承载薄弱的风向角所对应的Z型钢房屋组合框架屋檐等薄弱区域所承受的轴力较C型钢房屋更小,因此认为在用钢量相同的前提下,低层房屋建设选择Z型截面更优.     

BFRP筋混凝土梁受弯性能的试验研究

通过3个BFRP(Basalt Fiber Reinforced Polymer)筋混凝土简支梁和3个普通钢筋混凝土简支梁的受弯性能试验,研究了其在不同配筋率下受弯性能的差异,得到了BFRP筋混凝土梁的裂缝分布特征、极限荷载、荷载-挠度和荷载-应变关系,分析了其极限承载力和延性,并通过对BFRP筋混凝土梁受弯承载力理论值与试验值的对比,分析了BFRP筋混凝土梁的破坏特征以及不同配筋率对其影响,并且验证了BFRP筋混凝土简支梁平截面假定的准确性.     

陶粒混凝土冲击损伤演化的三维数值模拟

为了研究陶粒混凝土在冲击载荷下的损伤演化规律, 利用蒙特卡洛随机数和背景网格建模方法, 建立了陶粒混凝土的三维数值模型, 模拟了冲击载荷下陶粒混凝土的损伤演化过程. 研究表明: 冲击载荷下陶粒混凝土的细观损伤演化速度随着陶粒体积分数的增加和加载脉冲的增加而增加. 细观数值模拟还显示了陶粒混凝土的破坏过程, 即损伤演化从陶粒骨料开始, 之后向砂浆基体延伸扩展.     

复杂条件下FRP-混凝土界面剥离机理研究分析

从理论模型、试验研究和数值模拟讨论了影响FRP-混凝土界面粘结性能的关键因素, 分析了环境因素和加载速率对FRP-混凝土界面粘结性能以及极限承载力的影响, 指出了复杂条件下FRP-混凝土界面分析亟待解决的关键问题.     

波形钢板-UHPC组合桥面板结构截面优化

对实腹式波形顶板-UHPC(超高性能混凝土)组合桥面板进行了改进, 采用空腹式结构建立波形钢板-UHPC组合桥面板有限元模型, 研究UHPC层厚度、波形钢板厚度、波形长度、下缘板宽度和波形高度等截面参数变化对组合桥面板受力特性的影响, 并确定其合理取值范围. 在此基础上, 通过理想点法对参数组合进行优化, 得到合理的参数匹配. 研究结果表明 相较于实腹式组合桥面板, 优化后的组合桥面板自重减小35%, 钢板弯折处应力减小16%; 相较于正交异性钢桥面板, 桥面板用钢量减小7%, 顶板与U肋连接位置应力减小47%.     

钢-LVL组合工字形梁受剪性能研究

将单板层积材(LVL)和冷弯薄壁型钢通过结构胶复合形成工字形截面的组合梁,以组合梁的剪跨比、腹板和翼缘LVL厚度为参数,对9根钢-LVL组合工字形梁进行受剪性能试验,观察其在不同荷载作用下的破坏现象、破坏形态、应力变化及挠度的发展,对受剪承载力的影响因素进行分析,并提出组合梁的跨中挠度及受剪承载力的计算方法.试验结果表明,钢-LVL组合工字形梁的整体工作性能较好,组合效应显著,其受剪承载力与剪跨比、腹板厚度及翼缘厚度有关.当剪跨比小于2.5时,试件表现为明显的剪压破坏,腹板厚度、翼缘厚度的增加以及剪跨比的减小,可以有效地提高其极限受剪承载力.提出了组合梁的跨中挠度和受剪承载力计算模型,与试验结果吻合良好,实测挠度与计算挠度误差在8%以内,受剪承载力试验值与计算值平均误差不超过10%.     

开孔薄壁钢梁-轻骨料混凝土组合楼板火灾后受力性能研究

针对一种由冷弯卷边H型开孔薄壁钢梁和轻骨料混凝土预制板装配而成的新型轻质组合楼板, 对一组两端简支的组合楼板试件开展了烃类火灾作用后的力学性能试验研究. 结果表明, 承担2kN?m-2均布荷载的组合楼板试件在遭受600℃烃类火灾作用后, 仍具有较高的承载能力和整体刚度. 在4kN?m-2的均布荷载作用下, 火灾后损伤最严重的组合楼板试件的跨中挠度仍小于L/400, 且未见混凝土的进一步开裂. 试验结果表明, 薄壁钢梁腹板开孔形式及抗剪键的数量对火灾后组合楼板的整体刚度和受力性能有明显影响, 从提高组合楼板整体刚度的角度考虑, 对主钢梁腹板的开孔宜首选孔径大、数量少的分布形态, 同时适当增加抗剪键数量.     

混凝土路面板热屈曲的临界变温分析

混凝土路面板的热屈曲因板的热压应力引起,而混凝土路面板的临界变温可定义为路面板屈曲时的温度与铺设成型时的温度之差．在分析混凝土路面板在温度场作用下热胀屈曲临界变温的基础上．根据板的热屈曲方程,选择混凝土材料的Piosson比作为小参数,得到临界变温的摄动解．结果表明：临界变温正比于混凝土板的抗弯刚度．混凝土材料的Poisson比及板宽与板长之比对板的临界变温无明显影响．并将摄动解与压杆的Euler临界变温相比较,发现两者的差别为O（v^2）．当Poisson比在0．15～0．2范围内变化时,板的临界变温总是大于压杆的Euler临界变温．且两者相差小于5％．因此,采用压杆的Euler临界变温近似计算板的临界变温对于道路设计而言总是较为安全的．     

无碳化物贝氏体高碳钢滚动接触疲劳失效分析

对无碳化物贝氏体高碳钢开展滚动接触疲劳试验, 利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、三维轮廓仪、显微硬度计和纳米压痕等分析方法, 对比分析低应力和高应力水平下的失效行为, 研究其失效机制. 结果表明, 无碳化物贝氏体高碳钢在1.8 GPa低接触应力下有更优异的滚动接触疲劳性能, 其失效形式为表面剥落; 在2.6 GPa高接触应力水平下, 表面出现严重的塑性变形, 表面粗糙度增加导致最大剪切应力增加, 位置逐渐靠近表面. 在2.6 GPa接触应力下塑性变形层形成梯度结构, 但是在1.8 GPa接触应力下并未发现梯度结构, 在塑性变形层发现大量的孔洞.     

基于有限元模拟的钢-竹组合梁柱节点胶层力学性能研究

利用ABAQUS有限元软件建立了钢-竹组合梁柱节点的三维模型,并采用双线性内聚力模型建立了胶层单元,与试验进行了对比,分析了组合节点胶层界面的应力变化和刚度退化.结果表明:建立的有限元模型能很好地模拟钢-竹组合梁柱节点的加载过程,验证了双线性内聚力模型模拟胶层的有效性,加载过程中胶层应力呈现出两端大、中间小的特点,胶层...     

RV减速器行星轮系齿形修形传动啮合性能分析

为准确掌握齿形修形对RV-150BX减速器行星轮系动态啮合性能及传动性能的影响, 建立了行星轮系装配模型, 通过有限元法分析了输入轴齿轮和行星轮在动态啮合中的传动规律, 在啮合临界时刻最大和最小等效应力分别为14.47MPa和8.55MPa. 经综合考虑, 选取输入轴齿轮和行星轮齿顶修形量优化设计参数; 通过动态啮合仿真, 分析同等载荷下齿形修形后的传动性能. 结果表明, 在轮齿单、双齿交替啮合时刻, 齿轮的速度、加速度波动最大并伴随冲击振动. 经比较发现, 齿形修形后速度、加速度波动明显改善, 传动性能显著提高.     

关于受冲击编织复合板的一个例子(实验特征及模型)

本文对厚编织复合材料板由硬的钢圆柱弹丸穿孔问题进行了研究．实验研究表明连续穿孔时在侵彻弹丸附近发生材料的横向剪切以及面内中间层分层的传播，而面内中间层分层的传播将导致纤维的拉伸断裂?由于冲击加载并不是瞬时的，这导致了横向剪切．在接近穿孔极限速度的入射速度(V50)范围内，这一机制依赖于复合材料板的厚度和中间层剪切强度．中间层分层的传播则由弹丸与靶接触时引起的弯曲波所致．由弯曲波所致的面内分层传播这一现象分别引起了面内圆形损伤和沿厚度内的锥形损伤．同时分层传播由弯曲波速所控制，其依赖于纤维的弹性特征、编织层的失效时间(其直接由编织层的弯曲刚度决定)及材料一些特定的失效参数．另外由于增加了拉伸破坏吸收的能量，分层传播还改进了材料的冲击强度．本文提出了一个分析模型来确定分层区域和靶的穿孔极限速度．采用这一模型对穿孔极限速度的计算结果表明其与实验值符合良好．     

考虑应变率效应的FRP-混凝土界面正拉黏结性能研究

为揭示FRP-混凝土界面正拉黏结性能的应变率效应, 对60个标准试件进行快速荷载下的正拉试验, 研究了加载速率、FRP种类及混凝土强度等级3个参数对FRP-混凝土界面正拉黏结强度的影响规律. 在欧洲规范建议的幂函数模型基础上, 通过回归拟合建立了考虑应变率效应的正拉黏结强度预测模型, 并验证其可靠性. 结果表明: 正拉黏结强度随着加载速率的增大而提高; 在中高加载速率时, 加载速率对正拉黏结强度的影响有减弱趋势; 黏贴CFRP的试件正拉黏结强度明显高于黏贴BFRP的试件; 正拉黏结强度随着混凝土强度等级的提高而提高.