纤维混凝土的施工及应用

纤维是化工产品,它是一种以聚丙烯为原料,以独特工艺制造的高强聚丙烯单丝纤维,可以极为有效地控制混凝土(砂浆)塑性收缩、干缩及温度变化等因素引起的微裂纹,防止及抑制裂缝的形成和发展,大大改善混凝土的抗渗性能、抗冲击和抗震能力.     

不同电场对BaTiO_3纳米纤维畴变和形貌的影响

采用溶胶-凝胶与静电纺丝技术相结合的方法,通过调节针尖与极板间的纺丝距离,得到了不同形貌的BaTiO_3纳米纤维.利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等表征手段研究BaTiO_3纳米纤维微观结构随纺丝距离的变化规律,发现纺丝距离为12 cm,退火温度为800℃时,制备出BaTiO_3纳米纤维具有尺寸细小、结晶充分、形貌优良的特点.文中利用压电力显微镜(PFM)对单根BaTiO_3纳米纤维的表面微区进行表征,研究其在不同电场下的形貌改变及畴态演变,结果表明低电压下纤维易发生90°畴变而高电压下则发生180°畴变,利用形貌图可以对纤维表面的电致裂纹现象进行解释.此外,给出了另外两种纤维顶端位移高度随外加电压的变化关系图,发现矫顽电压+4 V附近,纵向尺寸增速减慢,这也与畴变演化现象中的实验规律一致.     

纤维混凝土的施工及应用

纤维是化工产品，它是一种以聚丙烯为原料，以独特工艺制造的高强聚丙烯单丝纤维，可以极为有效地控制混凝土(砂浆)塑性收缩、干缩及温度变化等因素引起的微裂纹，防止及抑制裂缝的形成和发展，大大改善混凝土的抗渗性能、抗冲击和抗震能力。     

黄雀古纹状体粗核及壳区对呼吸和发声的影响及其神经支配

电刺激鸣禽黄雀(Carduelis Spinus)古纹状体粗核(RA)和RA壳区,再用生物素标记的葡聚糖胺(BDA)示踪剂对其纤维联系进行研究,以了解RA及其壳区对发声和呼吸的影响及其神经支配.结果表明:(1)电刺激RA的不同区域及RA壳区均引起鸣叫反应,随着刺激强度的增加,发声强度也增加.(2)电刺激落位于吸气相时,使吸气转化为呼气并产生鸣叫;电刺激落位于呼气相时,使呼气延长并产生鸣叫.(3)RA发出纤维支配中脑背内侧核(DM)和延髓的舌下神经核气管鸣管部(nXIIts),RA壳接受HVc壳、端脑听区L1、L3的传入投射,发出纤维支配中脑背外侧核(MLd)与中脑丘间核(ICo)的界面区.结果提示:RA和RA壳区可能通过DM、nXIIts和MLd/ICo界面区,对发声和呼吸起协调配合作用.     

稻壳基高吸水性树脂的合成与性能研究

以过硫酸钾为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用溶液聚合反应将丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)单体接枝到改性稻壳纤维中合成稻壳基高吸水性树脂.研究了反应温度、引发剂用量和交联剂等因素对高吸水性树脂吸液率的影响.结果表明,反应温度为55℃,m改性纤维∶m丙烯酸∶m丙烯酰胺=1∶3∶2,引发剂用量占单体质量的1.56%,交联剂用量占单体质量的0.44%时,制备的高吸水性树脂吸液率最大,其对吸去离子水和0.9%Na Cl的吸液率分别为154.5 g/g和34.6g/g.     

基于原子力显微镜研究固-液界面单链DNA结合蛋白纤维分形结构的形成机制

单链DNA结合蛋白(SSBP)可以在修饰了1-十六烷基硫醇单层膜的金基底(HDT/Au)上由4-氨基噻吩(4-ATP)诱导自组装形成原纤维.利用原子力显微镜对SSBP自组装形成的分形结构进行了纳米尺度表征和成像,以及结构分析.结果显示,在HDT/Au基底上,酰胺类物质可以诱导蛋白质纤维的形成,而烷基硫醇或羧基硫醇不能在HDT/Au底物上诱导蛋白质原纤维的形成.这表明正电荷酰胺与蛋白质之间的静电力为蛋白质原纤维的自组装提供了促进聚合的驱动力.酰胺类物质诱导分枝状蛋白质纤维的形成,而不是更致密的单丝紧密堆积,为发展一种全新的、空间可控的蛋白质界面自组装方法提供了依据.     

混凝土裂纹体的裂纹延迟失稳扩展

为对混凝土构筑物的裂纹延迟失稳扩展现象进行严格的理论论证以更深刻地理解它,基于整体能量平衡和裂纹前缘双重衰坏区的概念,建立了裂纹失稳扩展孕育期的理论。将混凝土构筑物视为由一个弹簧和一个Kelvin模型串联而成的三元流变模型表征的标准线性固体,分析了裂纹扩展期间发生的能量耗散和能量释放率G_1。在裂纹失稳扩展的孕育期,外衰坏区的整体特性是初级蠕变的而不是弹性的或瞬时塑性的形变,内衰坏区则随时间而发展二级蠕变。引人C*一积分的定义,并从而推导出用以解释孕育期间裂纹尖端附近整个衰坏区形变特性的特征时间和长度。其次,得到另外一些重要结论如下: 1 为正确对待混凝土构筑物的断裂,应将它看作是一个具有记忆的历史过程、一个具有耗散能的热力学不可逆过程。因此,通常的局部能量平衡方程不再能做为设立的整体能量平衡方程的推论而得到。2 将混凝土视作为标准线性体,其应变能释放率可分成两部分,一部分表明迟滞弹性效应,另一部分表明粘性流效应。所以,裂纹扩展时能量耗散,并且裂纹的形成是不可逆的。3 混凝土裂纹体的G-判据与K-判据间的关系是时间相依的。在恒载条件下,它的能量释放量随时间而增长到一个较高的极限值,从而存在裂纹延迟失稳扩展的临界裂纹尺寸。4 混凝土构筑物的断裂过程中,裂纹失稳扩展前是存在亚临界扩展阶段的,它显现与否取决于所施应力水平。在此阶段,虽然外载保持固定,但裂纹仍随载荷持续时间而缓慢增长,所以裂纹前缘的应力场也是时间的函数。5 在裂纹失稳扩展的孕育期,裂纹尖端的外衰坏区呈初级蠕变变形.而内衰坏区随时间发展着二级蠕变。在长时间后,整个衰坏区的蠕变发展。裂纹尖端应力场可由包括C*的方程(44)给出,而C*与载荷参数有关。6 用以说明裂纹尖端附近整个衰坏区变形特性的特征时间,可从衰坏区蠕变应变集中的“短时间”与整个衰坏区蠕变从初级发展到二级而三级蠕变的“长时间”之间的差推导出。本文研究成果解释了某单支墩大头坝在蓄水8年后原有约3米长的浅裂纹突然失稳扩展成深达50米左右深裂纹的成因。     

聚苯乙烯-二乙烯基苯-甲基丙烯酸甲酯固相萃取填料的制备及其应用

以苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯为单体,二乙烯基苯为交联剂,偶氮二异丁腈为引发剂,在乙腈溶剂中采用回流沉淀法制备单分散的聚苯乙烯-二乙烯基苯-甲基丙烯酸甲酯微球.考察单体体积分数、引发剂用量、交联剂体积分数以及反应时间对聚合物微球粒径大小及形貌的影响.采用红外光谱和扫描电镜对微球官能团种类、形貌及粒径大小进行了表征,确定了合成微球的最佳条件.以聚苯乙烯-二乙烯基苯-甲基丙烯酸甲酯微球为固相萃取填料,对茶叶中的甲氰菊酯进行吸附,利用超高效液相色谱对其含量进行测定.在质量浓度为0.05~5 mg/mL范围内,甲氰菊酯的峰面积与质量浓度呈良好的线性关系,相关系数(R~2)为0.999 9;检出限为0.05 mg/L.     

HEC稳定的VAc/BA乳胶粒子增长及分布的演变机理

以羟乙基纤维素(HEC)为主要稳定剂,采用半连续种子乳液聚合法合成了聚醋酸乙烯酯/丙烯酸丁酯(VAc/BA)乳液.对乳液聚合过程中乳胶粒粒径增长进行了测定,探讨了粒径及粒径分布随时间及其与转化率之间的相互关系.根据对实验的分析提出了该聚合体系中乳胶粒子的增长机理.发现HEC在单体和引发剂作用下存在降解与接枝两种趋势,其程度决定乳胶粒子增长与分布.     

基于相场法的高温烧结条件下等离子喷涂热障涂层微结构演化模拟

为提高航空发动机性能,热障涂层被广泛地用于涡轮叶片上.涂层在高温下服役时,会发生烧结,使涂层变得更加致密,从而不可避免地增加了热障涂层的弹性模量和热导系数,强烈地影响了涂层的耐用性、效率和性能.该文针对等离子喷涂制备的热障涂层,建立了涂层的二维真实微结构有限元模型,并运用相场模型研究了在1 400℃烧结条件下涂层微结构随时间演化的动态规律.计算结果表明:在烧结初期,涂层中微裂纹在最窄处迅速愈合,并开始形成不连续的单个小孔隙.烧结中期,前期由微裂纹产生的孔隙不断愈合,或者与相邻孔隙合并.烧结后期,涂层前期微裂纹大都形成了球形,孔隙间相对距离大,较小孔隙主要是以愈合的方式消失,涂层孔隙率随烧结时间的增加先迅速下降后趋于平稳.模拟的结果与实验结果相吻合.     

单支墩大头坝初始表面裂纹形成的热流变断裂学研究(英文)

本文从对裂纹扩展过程中流变与耗散现象的大量观察与研究,根据非局部场理论,导出了裂纹体在裂纹扩展过程中的热力平衡方程,为更加精确地描述裂纹扩展问题提供了理论基础;同时指出,在裂扩展过程中局部质量、动量、动量矩和能量均不守恒,并给Griffith表面能以新的定义。将单支墩大头坝初始表面裂纹的形成与扩展视为不可逆热力学过程,在不可逆过程必然伴有熵产生的原则下,引入了一个耗散势函数,通过对裂纹扩展过程中Clausius非补偿热和耗散势函数的研究,重新建立了断裂判据;在适当地引入裂纹系统偏离平衡态的距离之后,可导出经典的屈服、强度和断裂理论中的各种判据;同时,通过耗散势函数,把流变、断裂和不可逆过程有机地结合起来了,形成了统一的流变断裂学。最后,将大坝混凝土定义为热流记忆性材料,依试验和实测数据,采用本文给出的热流变断裂学研究,对单支墩大头坝初始表面裂纹的形成进行了计算,其结果与现场观测基本一致,为单支墩大头坝的设计提供了进一步改进的依据。     

非局部断裂与尺寸效应

根据流变断裂学的理论和方法,结合非局部场理论和不可逆热力学,对裂纹扩展过程中的变形、热力平衡、热流变响应以及断裂的尺寸效应进行了探讨.由于变形的非协调性.以及裂纹扩展过程中新表面的产生,导致体积与表面物理量的相互转换,而使局部化假设失效,文中导出了一组更为广泛的描述裂纹扩展过程的局部热力平衡方程以及相应的边界条件,本文将断裂作为变形的极限行为,首次将它引入本构方程,把裂纹扩展表面能作为本构变量,给出了裂纹扩展对热流变响应的影响的一般形式,进一步揭示了Griffith表面能的本质和断裂的不可逆性,从而把流变与断裂在不可逆热力学基础上更紧密地结合起来了。最后,从一般的角度研究了断裂的尺寸效应,并指出非均质是产生尺寸效应的重要原因之一。     

论非线性断裂力学的基本平衡定律Ⅰ——局部理论

本文将映射分为两个同胚映射,把理性连续统力学的方法推广到断裂力学,得到与Eftis等不同的一些新结果。本文建立了非线性流变断裂学的基本平衡定律;得出了裂纹扩展过程所应满足的一组必要条件(包括动量条件、动量矩条件、能量条件及熵条件);提出了考虑热效应的一般能量断裂判据,它把已有一些判据作为特殊情况包括在内。把裂纹扩展作为不可逆热力学过程,本文得到新断裂表面上的熵不等式,丛而揭示出经典断裂理论中存在的理论缺陷。我们的结论是:只要裂纹在扩展,就不可能是纯粹的力学过程,断裂必然伴随着热传导和熵产生。经典断裂力学中假设的等温或绝热条件由于违反热力学第二定律是不可能实现的,从这个意义上说经典断裂理论是热力学不相容的。     

铝合金开裂机理及刻痕杆断裂分析

结合古典强度理论和现代损伤力学对金属屈服和断裂解释的力学原理,给出了铝合金在应力三轴空间广义屈服轨迹方程的新诠释.根据三向等拉伸应力状态下铝合金屈服和宏观脆断的重合性,提出了铝合金在应力三轴空间的开裂准则.并通过对铝合金刻痕杆断裂试验的数值模拟分析,验证了开裂准则的普适性及精度.给出了铝合金广义屈服和开裂模型的物理解释及抗断设防.     

裂纹扩展过程中裂尖塑性流变区温度场的理论和实验研究

本文根据流变断裂学理论,结合非平衡态热力学,对裂纹扩展过程中裂尖塑性流变区由于内耗热而形成的温度场,进行了理论和实验研究。在理论上分析了材料内部的不可逆变化及熵产生、熵流等内耗机制,得到内耗热源函数,指出裂尖温度场的成因,从而进一步得到控制温度场分布和变化的热传导方程。在讨论内耗对裂纹扩展的影响时,我们推出耗散型能量守恒方程的微分和积分形式以及裂纹扩展的耗散型控制方程。在实验研究中,我们测定了裂尖区的温度场,从而验证了本文的理论,指出经典断裂力学的不足。     

流变断裂学的基本概念

本文简要地介绍了流变断裂学的基本概念及裂纹扩展过程的实质,并提出流变断裂学的未来主要任务。     

CaLa2S4的固体粒子冲蚀

该文研究新型红外透射材料ＣａＬａ２Ｓ４在高速固体粒子冲下的破坏规律，包括：冲蚀裂纹的形成和扩展，小碎片的形成和振荡，冲击速率对蚀坑发展和冲蚀率的影响。并且对ＣａＬａ２Ｓ４在冲击条件下的塑性变形及其临界冲击速率、以及水平裂纹表面的扩展条纹进行了分析讨论。     

论裂纹扩展过程中的流变与耗散现象（Ⅰ）

根据裂纹扩展过程中的流变与耗散现象,建立了裂纹扩展期间裂纹体的热力学平衡方程,并依局部场论探讨了局部化剩余的意义。然后,我们把裂纹扩展问题转化为含有质量流源的一个扩散运动问题,并应用内部体力场来研究裂纹扩展力。引入外部热汇,我们把能量耗散问题转化为一个热传导问题。令Clau-sius非补偿热为非负值,建立了裂纹扩展过程中的广义熵不等式,引入耗散势函数,使该不等式转化为某一泛函的可积微分不等式,从而得到它的完全解。只有纵观裂纹扩展的全部历史,才能确定裂纹扩展特性,为此采用Lyapounov函数型的记忆泛函描述全过程,将此全过程分为孕育期、稳定扩展期及失稳扩展期,并给出各个时期的相应判据。本文提出,裂纹体的裂纹扩展过程是: 1 非平衡态不可逆热力学的相容过程; 2 动量不守恒而能量亦耗散的过程; 3 伴有热源汇的非纯粹力学过程; 4 具有衰退记忆的历史延拓过程; 5 微观动力学可逆与宏观热力学不可逆之间的互补过程。     

应力腐蚀裂纹扩展的研究

依据非平衡态热力学和非线性断裂力学基本平衡定律,建立了应力腐蚀裂纹扩展的起裂判据、控制方程及失稳条件,研究了介质浓度对应力腐蚀裂纹扩展的影响,并通过慢应变速率实验得到了验证。     

缺陷体流变学：Ⅱ.裂纹萌生区的平衡与演化以及缺陷体位移场

在前文的基础上,研究了裂纹萌生区的平衡与演化,建立起缺陷体的位移方程.在微观缺陷演化与宏观裂纹扩展相结合的前提下,组成断裂理论的完整体系.从而,本文奠定了缺陷体流变学的理论基础,为断裂理论的发展开拓了一个新途径。