磁流体密封自修复的试验研究

通过磁流体密封试验观察了磁流体密封破裂后的自修复过程。研究了导致磁流体密封破裂的加压速率、破裂次数、密封磁场梯度、磁极的密封齿级数和磁极级数等因素对磁流体密封自修复后承压能力的影响规律。结果表明：加压速度越大，破裂次数越多，磁场梯度越小，则自修复程度越低；齿级数过多会降低磁流体密封的自修复能力，而采用多磁极少齿级密封结构可使磁流体损耗后得到较好的补充。从而提高磁流体密封的自修复能力。     

内置胶囊混凝土的裂缝自愈合行为分析和试验

研究了一种具有裂缝自愈合行为的内置胶囊混凝土.首先,建立了描述修复胶囊在混凝土中的分布和取向函数;然后,根据混凝土的破坏机理,确定了修复胶囊的破坏应力;第三,通过实验分析了修复胶囊的几何参数和体积率对混凝土性能的影响,得到了几何参数和体积率的最佳取值范围;第四,利用ANSYS对修复胶囊进行了有限元分析,确定了其合理的壁厚,为修复胶囊材料的选择提供了一种研究方法;最后,进行了内置胶囊混凝土试验,取得了一定的自愈合效果.     

SMA智能混凝土材料裂缝监测与修复机理和试验研究

混凝土材料的裂缝产生与扩张一直是土木工程领域亟待解决的难点问题之一.论文将形状记忆合金(SMA)材料植入混凝土材料中,构成一种基于SMA驱动的智能混凝土材料.通过对SMA材料的电阻变化和混凝土裂缝大小的关系进行讨论,建立了SMA智能混凝土材料的裂缝监测理论模型;对SMA试件在初始状态为奥氏体情况下所展示的形状记忆效应进行理论和试验分析,给出了SMA智能混凝土材料的裂缝修复理论模型;最后通过试验测试,讨论了不同尺寸试件的裂缝修复过程和裂缝修复程度.论文研究可为形状记忆合金智能混凝土材料的进一步优化设计和工程应用提供理论指导.     

基于界面超分子主客体识别作用的仿生自修复水润滑研究

通过界面超分子主客体识别作用,成功地将端金刚烷基聚甲基丙烯酸3-磺酸丙酯钾分子组装到接枝环糊精分子的硅片表面;通过原子力显微镜,表面元素分析,膜厚变化,表面润湿特性等手段证实该聚合物的成功组装. 通过摩擦试验证实:表面组装端金刚烷基聚甲基丙烯酸3-磺酸丙酯钾分子后,在轻载条件下,具有极低的摩擦系数,呈现流体润滑状态;而在高载荷条件下,可能是由于表面组装的聚合物被部分剪切掉而呈现较高的摩擦系数. 更重要的是,基于这种超分子作用间的可逆的非共价相互作用,该表面可呈现一种自修复的润滑效果,即在部分端金刚烷基聚甲基丙烯酸3-磺酸丙酯钾分子被剪切掉后,在客体大分子稀溶液中自组装后可再次获得低摩擦系数状态。      

纳米铜自修复性能评价标准研究

为了建立纳米抗磨添加剂自修复性能的评价标准,提出了以磨损试验后试块质量增重为衡量依据的实验设想。以商品纳米Cu抗磨自修复剂作为考察对象,在高速环块磨损试验机上,发现了在不同试验力、转速、试验时间和添加剂浓度等试验条件下,试块摩擦增重的变化规律,从而提出了对添加剂自修复性能进行评定的试验方法和条件,并进行了重复性和再现性测试。通过扫描电子显微镜、X射线能量色散谱仪等对磨痕表面形貌和元素的分析,证实了添加剂的抗磨自修复性能和评价方法的可行性。     

角蛋白组织摩擦学性能及其损伤自修复的初步研究

采用纳米压痕/划痕仪和维氏硬度仪,初步研究了2种不同角蛋白材料-指甲和鸡爪的摩擦学性能及其损伤自修复特性.结果表明:指甲和鸡爪微观结构的不同导致其摩擦学性能和自修复能力有较大差异.由于具有更好的纤维取向性,指甲表面的划痕摩擦系数略低于鸡爪.指甲横截面上垂直于纤维方向的划痕摩擦力比平行于纤维方向的大,划痕宽度小;鸡爪内外层结构的不同使得其外层的摩擦力较大,划痕宽度较小.浸泡在水中,指甲和鸡爪上的压痕变形和低载下的划痕变形能够分别在5和30 min内完全恢复.     

陶瓷润滑油添加剂对镀铬缸套磨损自修复特性的影响

将羟基硅酸铝类陶瓷润滑油添加剂长时间（26万公里）作用后的实际发动机缸套解体,通过原子力显微镜、纳米压痕仪、扫描电子显微镜、扫描俄歇微探针以及显微共焦拉曼光谱仪等对其摩擦表面进行分析,探讨了该添加剂的作用机理．结果表明：该陶瓷添加剂表现出明显的磨损自修复功能,可以很好地覆盖和修补缸套表面原有的裂纹,显著降低缸套表面的粗糙度,改善缸套的润滑性能;摩擦表面生成由富C层和过渡层组成、厚度250—450nm左右且分布不均匀的修复改性层,初步推测其中富C层为类金刚石结构;该陶瓷添加剂本身并不参与修复改性层的构建,但能够发挥关键而复杂的催化作用。     

蛇纹石粉体作为自修复添加剂的抗磨损机理

在润滑油中添加蛇纹石粉体,采用MM-200摩擦磨损试验机研究了45#钢-45#钢摩擦副摩擦磨损特性,借助SEM、EDAX及XPS分析不同润滑条件下45#钢环的表面形貌和成分.实验结果表明:添加剂的加入能够有效地降低摩擦副的磨损量;所形成保护层的主要组成元素为Fe,O,C,Mg和Si,说明添加剂直接参与了膜的形成,而膜的形成不是添加剂粉体简单地附着在摩擦副表面,而是在摩擦磨损过程中发生了一定的分解及物理化学反应,从而形成自修复膜层.     

点接触方式纳米锌润滑添加剂自修复规律的研究

本文采用四球试验法,以含纳米锌自修复剂的基础油为润滑介质,运用均匀设计试验方法对磨损的钢球进行在线自修复试验,建立并验证回归模型,对影响自修复效果的因素量化排序.选择不同修复效果的试验条件,分别加入抗氧抗腐剂T202和空白试验研究点接触方式下自修复过程特点.用带能谱仪的扫描电镜对修复后钢球磨斑表面进行表征.结果表明:试验验证结果与预测值符合较好,说明回归模型可行、可信.纳米锌自修复剂能对磨损的钢球表面进行修复,向表层基体元素扩散并牢固结合,使磨斑直径减小,具有自修复特点.     

基于自洽法的电化学沉积修复饱和混凝土细观描述

针对当前电化学沉积修复混凝土缺乏细观层次上的理论描述,首先,以饱和混凝土的细观结构和电化学沉积修复的主要机理为基础, 提出了含电化学沉积产物、水和混凝土基体在内的三相复合材料细观力学模型. 其次,为了从细观层次定量描述电化学沉积修复对混凝土宏观性能的影响,基于自洽法对上述细观力学模型进行多层次均匀化处理,获取电化学沉积修复饱和混凝土的有效性能,其中,第一层均匀化是采用广义自洽模型获取等效夹杂的有效性能,第二层均匀化是采用自洽方法和沃伊特(Voigt) 上限相结合的方式获取修复混凝土的有效性能. 最后,为了验证该文所提出模型和方法的有效性,对比了该文的预测结果、试验数据和已有模型,结果表明了该文模型和方法是合理的.      

混凝土破坏理论研究进展

本文综述了混凝土的材料性质、破坏特点及机理,回顾了断裂力学与损伤力学在混凝土材料破坏研究中的应用,对当前混凝土破坏研究的主要问题和今后方向进行了讨论与展望。      

纤维增强混凝土材料的界面剪应力分布研究

针对纤维与混凝土界面的破坏过程,提出了几种简化的粘结-滑移本构模型,以双线性局部粘结-滑移本构模型为基础,在受力平衡和变形协调的基本原理基础上,推导了纤维脱粘过程中界面剪应力的解析解.采用弹簧粘结单元,通过数值方法模拟了纤维与混凝土之间的粘结-滑移过程,给出了纤维与混凝土界面脱粘过程中界面剪应力的分布、变化情况.对解析解、有限元计算结果和试验结果之间的差异进行了对比分析,验证了简化模型的合理性和有效性.     

纤维增强聚合物约束混凝土柱轴压本构模型研究新进展

较全面总结了纤维增强聚合物约束混凝土的本构模型最新进展,分析了各类模型的理论基础、特点、存在的问题,探讨了纤维增强聚合物约束混凝土轴压强度与变形规律、破坏机制等,总结了影响本构模型的主要影响因素,如约束应力的计算、纤维增强聚合物实际破坏应变值等,为今后对本构模型比较分析提供了基本框架.     

主动探测裂纹和控制裂纹扩展的智能材料结构

将具有特殊力学和物理性能的形状记忆合金──ＮｉＴｉ合金复合于主体材料内部,利用ＮｉＴｉ合金的主要特性,可以实现对构件中裂纹的自行探测和控制．本文对这种材料结构的定义、ＮｉＴｉ形状记忆合金的主要特性、含ＮｉＴｉ合金的杂交复合材料的智能效果、国内外发展动态、自动探测裂纹和控制裂纹扩展的基本原理以及发展的方向和应重点研究的问题等进行了论述．我们通过试验研究证明,该材料结构用于裂纹的探测和裂纹扩展控制,其效果是明显的．      

一个综合模糊裂纹和损伤的混凝土应变软化本构模型

本文研究就变软化材料的本构关系，提出了一个考虑损伤的粘塑性模型，损伤不仅影响材料的临界应力，而且影响材料的粘塑性，为模拟材料的应变软化行为，假设受损混凝土的破坏局部区域由模糊裂纹和损伤所统治，软化模量和局部区域尺度参量依赖于模糊裂纹扩展时释放的断裂能的参变量，用文中提出的模型计算了混凝土单轴压缩时不同应变速率下的瞬时应力应变响应以及等应力长期作用下的徐变，均得到很的结果。     

1-3型压电复合材料及其研究进展

1-3型压电智能复合材料是由一维连通的压电相平行排列于三维连通的聚合物中而形成的两相压电复合材料.简述了1-3型压电智能复合材料形成及其材料结构构成变化的发展历程,并从理论分析、参数辨识、数值计算和试验方法四方面阐述了宏观等效特征参数的研究状况.在此基础上对现有的制备工艺技术的优缺点进行了比较,对声学、医学、控制、航空航天等已应用和可能应用的领域的现状和发展趋势进行了回顾和展望,最后建议了1-3型压电智能复合材料今后几个较为重要的研究方向.      

高密度钢纤维混凝土疲劳裂纹扩展的分形描述

在对局部高密度钢纤维混凝土疲劳裂纹扩展规律的研究中发现,裂纹并非是由一条主裂纹循序渐进地发展,而是随着循环次数的增加,呈多条短裂纹陆续出现,弥散式发展的趋势;纤维掺量越大,临近破坏前试表面裂纹越密集、弯曲、本阐述了用分形语言描述表面裂纹演化的必要性并且探讨了描述方法,借助分形语言对试验结果分析后发现,纤维混凝土裂纹失稳扩展前的临界分维值Dc随着纤维掺量的增加而增加。     

高阻尼混凝土剪切阻尼性能的测试装置设计

高阻尼混凝土的阻尼性能与工作频率紧密相关, 以往测试材料阻尼性能的黏弹谱仪或动态力学分析仪, 无法测试如混凝土之类大尺寸材料的剪切阻尼性能. 针对高阻尼素混凝土剪切直杆, 采用复阻尼模型, 建立剪切振动方程, 通过振型分解法求得简谐荷载激励下杆端稳态位移反应, 得到了混凝土材料剪切阻尼性能的测试公式, 并设计了相应的阻尼测试装置.该测试装置为研究混凝土类大尺寸材料的剪切阻尼性能和阻尼机理奠定了重要基础.     

活性粉末混凝土力学性能及基本构件设计理论研究进展

对活性粉末混凝土(RPC)的基本力学性能的研究发展与基本构件设计理论的研究成果做了较为全面地评述.在分析研究活性粉末混凝土的工程与理论意义的基础上,先后介绍了RPC试件的基本力学性能、各组成原材料含量对试件力学性能的影响、动态载荷作用下的力学性能、RPC基本构件的设计理论等.对研究中的不足与亟待解决的问题做了综合分析,RPC基本构件设计理论与框架结构的破坏特性研究是未来一段时期内较为有意义的研究方向.