沿时间逐步求解应力的拉格朗日分析方法研究

拉格朗日分析方法是通过测量各个拉格朗日位置处的物理量历程来分析材料内部该位置处的其他物理量的变化,进而认识材料的动态力学性能.但现有的拉格朗日分析方法在已知粒子速度情况下,求解方法仍有不足.针对这一情况,提出了沿时间逐步求解方法,该方法能够在不做任何假定的情况下求解出应力,从而从根本上解决了只测量粒子速度这一物理量时求解应力的困难.并利用该方法对一组混凝土在冲击作用下的实验数据进行了处理,计算得到了相应的应变波形、应力波形以及加、卸载全过程的应力-应变曲线,进而揭示出混凝上材料与应变率相关的弹-塑性本构关系的特征.     

高温处理后活性粉末混凝土动力学行为及本构模型研究

 利用分离式霍普金森压杆系统,采用铅片作为整形器,分别对常温下及400、600、800 ℃高温处理后的活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete,RPC）试样进行单轴冲击压缩实验,研究高温后RPC材料的动态力学性能,建立高温处理后材料的率型本构模型。结果表明：经不同高温处理后的RPC材料的动态抗压强度和韧性指标均有较明显的应变率敏感性,而峰值应变、初始弹性模量受应变率影响不大;不同应变率下,400 ℃以上高温处理后RPC材料的单轴动态压缩力学性能有所降低。扫描电镜分析表明,高温处理后RPC材料微观结构的劣化是宏观力学性能降低的根本原因。对ZWT粘弹性本构模型进行了修正,修正后的模型适用于混凝土材料经高温处理后的率型本构关系的分析。     

混凝土高温动态力学特性与本构方程

混凝土材料是多相复合材料,高温动荷载作用下其力学行为非常复杂。为此,对混凝土在爆炸、火灾等高温环境中力学特性的研究,有利于减小混凝土结构在爆炸及火灾事故中的损失。文中首先利用分离式霍普金森压杆试验装置(SHPB)设计出一套混凝土高温试验方案,然后基于15组试验工况对混凝土在温度为16℃至650℃范围内,加载撞击速度分别为5m/s、7m/s和12m/s时进行了SHPB试验,获得了与之对应的应力应变曲线。试验结果表明,混凝土应变率增强效应与高温弱化效应相互耦合,致使混凝土受温度的影响显著大于其应变率。最后,由试验结果以经典损伤理论模型为基础,根据混凝土高温动态力学特性,构建了一个统一的方程来描述混凝土高温动态应力应变关系的全过程,并且该本构方程计算结果与试验数据吻合良好。     

ICP-AES法在汽车液压助力转向系统故障诊断中的应用

研究了电感耦合高频等离子体原子发射光谱法在汽车液压助力转向系统故障诊断中的创新性应用。通过电感耦合高频等离子体原子发射光谱法测定行驶里程分别为0.2～0.9万公里、1.1～1.8万公里、2.2～2.9万公里、3.1～4.0万公里四批别克君威2.4液压助力转向油液中主要金属Fe, Cu, Al的含量,建立别克君威2.4不同行驶里程数液压助力转向油液中主要金属含量的数据库。研究发现了主要金属含量随着汽车行驶里程数上升而增加,并且其正常含量在两条趋势线之间。测定实车中液压助力转向油液中主要金属含量,并与其数据库数值比对,既可以判断液压转向系统的磨损状况,及时维护,避免行车事故,也可以帮助汽车检测维修人员在不解体状态下诊断汽车液压转向系统的故障原因,并且可以提高汽车维修质量,降低汽车维修成本。     

大体积混凝土温度应力耦合直观化仿真计算系统

温度应力耦合问题是大体积混凝土工程施工期的核心关注点,大量相关的计算软件对用户能力要求较高,难以实现普遍性应用.本文以Excel软件为基础,配合VBA编程,实现了前处理的直观化,并通过C语言编制后台程序,利用Marc为核心求解器,完成了大体积混凝土温度应力耦合仿真计算系统的开发.该系统的用户友好性较强,直观易懂,能够实现前处理、计算、后处理全套过程的自动化,进一步提高了大体积混凝土工程仿真计算分析的通用性.通过国内某大型混凝土拱坝的实际算例,证明了该套系统的正确性和可行性.     

A multi-phase micromechanical model for unsaturated concrete repaired using the electrochemical deposition method

Most concrete structures repaired using the electrochemical deposition method (EDM) are not fully saturated in reality. To theoretically illustrate the deposition healing process by micromechanics and quantitatively describe the effective properties of unsaturated concrete during the EDM healing process, a multi-phase multi-level micromechanical framework is proposed based on the microstructure of unsaturated concrete and the EDM’s healing mechanism. In the proposed model, the volume fractions of water and deposition products, the water effect (including further hydration and viscosity in pores) and the shapes of pores in the concrete are comprehensively considered. Moreover, multi-level homogenization procedures are employed to predict the effective properties of unsaturated concrete repaired using the EDM. For the first-level homogenization of this model, a modified function is presented to correct the Mori–Tanaka (M–T) method, which is used to predict the effective properties of equivalent inclusions composed of deposition products and water. To demonstrate the feasibility of the proposed micromechanical model, predictions obtained via the proposed multi-phase micromechanical model are compared with the experimental data, including results from extreme states during the EDM healing process. Finally, the influences of equivalent aspect ratios and deposition product properties on the healing effectiveness of EDM are discussed based on the proposed micromechanical model.     

基于OpenSees的锈蚀RC结构底部节点性能研究

为了分析节点钢筋粘结性能变化对钢筋混凝土构件性能的影响,本文以框架底部节点为研究对象,对不同锈蚀率的节点性能进行分析.运用OpenSees中的Bond_SP01材料模型并结合零长度截面单元模拟节点钢筋的粘结滑移,不同锈蚀率下的Bond_SP01模型参数通过有限元建模的方法进行修正.对底部节点的数值模拟结果表明:锈蚀严重时,底部节点钢筋粘结滑移对构件性能的影响不容忽视;同时考虑节点钢筋粘结滑移和上部柱体钢筋截面损失两个因素时,钢筋屈服前构件性能主要受节点粘结性能变化影响,钢筋屈服后构件上部纵筋的截面损失对构件性能的影响开始显现,两者对构件整体性能的影响程度相当.所以,在进行锈蚀构件或结构性能分析时,有必要考虑节点性能的影响.     

双向拟静力加载规则对钢筋混凝土高墩滞回性能的影响

通过四种不同双向加载规则的钢筋混凝土高墩拟静力试验,初步研究了双向拟静力加载规则对其滞回特性的影响规律。本文主要介绍钢筋混凝土高墩的试验构件设计,加载装置、测试方法和加载规则,着重比较了对角线加载、正方形加载、菱形加载和圆形加载等四种加载规则的钢筋混凝土高墩的滞回性能,包括荷载-位移滞回曲线、荷载-位移骨架曲线、荷载退化、刚度退化以及累积滞回耗能的特点,并分析这些特点与双向加载规则之间的关系。结论认为:对角线加载模式加载效率高且能较好反映高墩双向抗震滞回性能,适合于高墩的双向拟静力试验研究。     

一种新型轻质泡沫混凝土挤入行为的试验研究

轻质泡沫混凝土是一种很重要的拦阻飞机/车辆等运动的新型阻滞材料。为了研究其挤入特性,利用CSS4410电子万能试验机和Dynatup9250落锤试验机,针对不同相对密度的轻质泡沫混凝土,在挤入速度从2×10-5 m/s到7.8m/s范围内的力学特征、破坏形式、减速度特性和抗压强度模型进行了系统研究。结果表明:此材料抗挤入阻力随挤入速度和材料相对密度增加而显著增加;挤入过程为材料脆性压溃/压实界面在弹性区的运动过程;挤入前端材料压溃/压实体积随挤入深度增加而增大且头部更尖锐;抗挤入过载加速度值与材料相对密度呈二次幂关系。故为保障人员及飞机等安全,应尽可能采用低相对密度材料。     

高温作用下混凝土热-水-力耦合损伤分析模型

以混合物理论为基础建立了高温作用下混凝土的热-水-力耦合损伤分析模型．将混凝土视为由固体骨架、液态水、水蒸气、干燥气体和溶解气体共5种组分构成的混合物,模型的宏观平衡方程包括各组分的质量守恒方程、整体的能量守恒方程及动量守恒方程,模型所需的状态方程及本构关系全部给出,最后给出基于4个主要参数（固体骨架位移、气压力、毛细压力和温度）的控制方程．模型考虑了混凝土在高温作用下,水分的蒸发与冷凝、胶结材料的水化及脱水、溶解气的溶解与挥发等相变过程;从材料变形破坏过程中能量耗散特征入手,基于Lemaitre应变等价性假说和能量守恒原理得到力学损伤演化方程,并考虑了高温引起的热损伤对材料力学性能及力学损伤演化规律的影响,建立了热-力耦合损伤本构模型．