EPS材料的单向力学行为研究

对不同标称密度的国产聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)进行了单向拉伸和单向压缩的加载试验.通过对试验结果的研究分析,阐述了密度和应变率对EPS材料力学性能的影响,并利用Ramberg-Osgood模型描述了材料的单轴拉伸一维应力应变关系.     

泡沫填充混凝土的准静态压缩本构模型

泡沫填充混凝土(FFC)有望成为工程材料拦阻系统(EMAS)的新型拦阻材料,针对其准静态压缩力学性能进行研究,制作了6种不同聚苯乙烯泡沫(EPS)掺量(以体积分数计)的FFC试件进行准静态压缩实验.通过对实验数据的分析,对材料的应力-应变曲线进行分段拟合,建立了拟合参数与EPS掺量的关系,进而建立了FFC材料的准静态压缩本构模型.结果表明:FFC材料准静态压缩应力-应变曲线可分为3个阶段,即弹性段、塑性平台段和密实段;FFC抗压强度随EPS掺量增大而降低;本构模型与实验结果吻合较好,能较为准确地描述不同EPS掺量FFC材料的压缩力学性能.     

泡沫聚苯乙烯路堤填料蠕变特性试验研究

泡沫聚苯乙烯(EPS)是一种有效防治软土地基桥头跳车的超轻质填料,以往EPS路堤设计及材料选用方法中基本没有考虑材料蠕变特性的影响.笔者对不同密度、不同压力下的EPS试样进行了一系列压缩蠕变试验.结果表明,EPS的蠕变变形值依赖于应力水平因子,当应力水平因子小于0.6时,蠕变变形与应力水平因子近似呈线性关系且很快稳定,...     

重塑上海软土的压缩特性试验

对上海第4层淤泥质软土重塑试样，进行等向压缩试验、K0试验及单向压缩试验.分析不同试验条件下压缩指数和膨胀指数的关系，给出不同试验条件下压缩指数Cc的大小.对8次等向压缩 回弹试验结果进行了分析，比较了膨胀指数Cs的大小.通过对2次K0试验结果的分析，给出重塑上海软土在加载—卸载—再加载过程中，K0随σv的变化规律及K0与OCR(超固结比)的关系.讨论在3种不同试验条件下，卸载过程中膨胀指数Cs与OCR的关系.通过室内试验对压缩性参数的确定，为进一步建立重塑上海软土的本构模型提供了基础.     

汽轮机低压转子用钢的组织结构分析及低频疲劳裂纹扩展特性研究

30Cr2Ni4MoV 钢是一种汽轮机低压转子用钢.在工作过程中,因汽轮机反复停机,低压转子内的裂纹将会发生缓慢扩展,因此有必要对疲劳裂纹的低频扩展特性进行研究.通过对试验钢的组织结构分析及低频疲劳试验,得出了如下结果:(1)正常热处理状态下,钢的组织是回火马氏体,第二相碳化物都是渗碳体,无高钼碳化物存在;(2)在本试验条件下,低频疲劳裂纹的扩展特性与频率升高至 f=15时的疲劳试验结果并无区别;(3)随着ΔK 增大,疲劳条纹间距变大.二次裂纹的方向和最大切应力方向有关,而二次裂纹的间膈和钢的组织有关.     

多年冻土区聚苯乙烯隔热公路路基温度场数值分析

为了研究随外界环境条件改变聚苯乙烯(EPS)冻土路基温度场变化特征,运用ABAQUS有限元分析方法,对多年冻土区EPS隔热路基的温度场进行了数值模拟.计算时采用改变EPS铺设位置,模拟路面下多年冻土季节最大融深在路基修筑完工后8a内随时间的变化.通过对计算结果分析得出,在多年冻土区路基中铺设保温材料对路面下多年冻土具有明显的保护作用.当EPS铺设在路堤底部时,路堤温度场分布比较均匀,路堤内部都为正温,在EPS板下,路基温度都为负温,说明EPS有效阻止了边坡和路面传入的热量.因此,如果要修筑EPS隔热路基,应将EPS板铺设于路堤底部.     

聚苯乙烯泡沫塑料减荷力学性能试验

以兰州—海石湾高速公路中的某一高填路堤涵洞工程为依托,通过室内压缩试验和蠕变试验,对不同密度的聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)轻质材料,进行了有侧限、无侧限影响下的应力应变及蠕变性能的分析,并对不同厚度的EPS材料在工程应用中的减荷性状进行了研究。结果表明:密度较小的EPS材料不适合作为优化路堤等工程填料的替代品;有侧限影响时EPS材料达到屈服阶段的应力值较无侧限时要高;密度适中且具有一定厚度的EPS材料在工程应用中能起到良好的减荷作用。     

利用EPS膜间作用能评价不同SRT下其污染潜能

考察了不同SRT条件下EPS膜污染潜能,并分析了不同污泥龄(SRT)条件下EPS与PVDF膜间的界面能参数及相互作用能形貌.结果表明,SRT 30 d的EPS与PVDF膜之间的界面自由能(ΔGadh)比SRT 15 d的EPS与PVDF膜之间的界面自由能(ΔGadh)减少12.3%.SRT 15 d的EPS到达PVDF膜表面比SRT 30 d的EPS到达膜表面需要多克服4.2 KT的斥力相互作用能.过滤实验显示SRT 15 d的EPS导致了65.2%的通量衰减,而SRT 30 d的EPS引起了57.2%的通量衰减.这一结果进一步证实了与SRT 15 d的EPS相比较,SRT 30 d的EPS具有更低的污染潜能.     

膨胀式椎弓根螺钉的强度测试

测试膨胀式椎弓根螺钉(Expansive Pedicle Screw, EPS)的耐疲劳强度及抗折弯强度.在超高分子聚乙烯材料上对短尾型EPS螺钉、万向型EPS螺钉和Tenor螺钉进行100万次的周期载荷疲劳实验;用特殊夹具分别固定短尾型EPS螺钉、万向型EPS螺钉和Tenor螺钉,并于生物力学实验机上进行螺钉机械强度测试.在超高分子聚乙烯材料上对螺钉进行100万次的周期载荷疲劳实验完成后短尾型EPS螺钉、万向型EPS螺钉和Tenor螺钉均未发生疲劳现象,短尾型EPS螺钉的最大折弯力(6.52±0.39 kN)与Tenor螺钉的最大折弯力(6.86±0.42 kN)之间的差异无统计学意义(P>0.05),而万向型EPS螺钉的最大折弯力(5.69±0.39kN)与TENOR螺钉的最大折弯力(6.86±0.42kN)之间的差异有统计学意义(P<0.05).短尾型EPS螺钉和万向型EPS螺钉的抗疲劳强度与非膨胀螺钉无明显差异,并未因其中空结构而使抗疲劳强度下降.虽然万向型EPS螺钉的机械强度较普通螺钉低,但是足够承受人体上半身的载荷.     

疲劳压缩对瓦楞纸板性能的影响

对瓦楞纸板进行疲劳压缩试验,测定分析压缩次数、频率、压缩量对瓦楞纸板塑性变形、承载能力、缓冲性能的影响,并与未压缩材料进行比较.结果表明,不同的疲劳压缩条件不同程度上降低了瓦楞纸板的动力学性能,缓冲包装设计时,应考虑疲劳效应对瓦楞纸板衬垫缓冲性能的影响,以确保实现预期缓冲包装的要求.     

芒硝力学特性及其本构模型

为了解芒硝的力学特性,在MTS815岩石伺服试验机上对其进行了力学试验,包括单轴压缩试验和等围压三轴压缩试验,并对其强度和变形特征进行了分析。分析表明,芒硝在单轴压缩下表现应变软化特性,且强度很低,属于软岩的范畴;当围压在5 MPa以上时,芒硝表现明显的应变硬化特征。根据芒硝变形特性,提出了以岩石塑性应变作为微元统计分布变量,同时引入一个能够反映岩石破坏部分承载力的比例系数,建立了能够反映岩石应变硬化特征的损伤统计本构模型,并用试验资料对其进行了验证。结果表明,该模型能够较好地反映芒硝岩样的破坏全过程,且在单轴压缩下,芒硝微元破坏部分承受的力很小,可以忽略;而在高围压作用下,微元破坏部分承受的力比较大,不能忽略。     

单轴压缩下石灰岩损伤统计本构模型与试验研究

基于岩石应变强度理论和岩石强度的Weibull分布假设，引出能合理描述岩石微元强度的参量，采用损伤力学理论，建立了能够反映残余强度的单轴压缩下岩石损伤统计本构理论模型．并利用伺服控制试验系统(RMT-150B)对石灰岩进行了单轴压缩试验，得到合理的石灰岩损伤统计本构关系，并验证了理论模型。     

益阳膨胀土长期压缩特性试验分析

为探究益阳膨胀土次固结系数变化规律,研究土体长期压缩变形特性,得到方便工程运用的本构模型,以单轴固结试验为基础,延长受载周期,取益娄高速膨胀土进行长期一维固结压缩试验,探究固结压力和干密度对膨胀土样长期压缩特性的影响。试验结果表明,土样干密度对次固结系数影响相对较小,具体变化规律表现为次固结系数随干密度的增大而减小。相比之下,固结压力对次固结系数影响较大,且次固结系数随固结压力增大而增大,并呈现对数函数关系。在分析各因素对膨胀土长期压缩特性影响的基础上,建立了益阳膨胀土非线性本构模型,得到了益阳膨胀土压缩量与时间、固结压力和干密度等的关系。本构模型由主固结部分和次固结部分组成,按照此本构关系得出的计算结果与规范修正法结果几乎一致,并且从物理意义、固结过程划分等方面更显清晰。     

公路早期部分预应力混凝土T梁腐蚀疲劳性能试验分析

我国早期建造、处于腐蚀环境的在役公路预应力混凝土T梁桥面临严峻的腐蚀疲劳问题.为探讨此类桥梁的腐蚀疲劳性能，基于上世纪80年代公路部分预应力混凝土T梁标准图设计试验模型，开展特定钢绞线锈蚀率(设计锈蚀率为10%)下不同疲劳荷载幅值的部分预应力混凝土T梁模型的弯曲疲劳试验，获得模型梁在循环荷载作用下的跨中挠度、梁底纵向钢筋和受压区混凝土应变、竖向裂缝宽度等的发展规律及疲劳寿命.试验结果表明：在钢绞线腐蚀较为严重时，模型梁的弯曲疲劳破坏特征为受腐蚀钢绞线发生无征兆的断丝破坏，且受压区混凝土未出现被压碎现象，破坏模式为脆性破坏；在钢绞线锈蚀率基本相同时，模型梁的受弯性能随着疲劳荷载幅值的增大而显著下降，且其疲劳寿命也随着疲劳荷载幅值的增大而急剧下降.基于应力-寿命(S-N)理论，提出钢绞线锈蚀后的部分预应力混凝土T梁的疲劳寿命预测公式，可用于初步评估钢绞线锈蚀后的部分预应力混凝土T梁的疲劳寿命.     

金属高温塑性本构方程的研究

有限元数值模拟技术的重大发展使得其在锻造加工研究领域得到了越来越广泛的应用．本构方程是描述材料变形的基本信息和有限元模拟中不可缺少的数学模型，它反映了流动应力与应变、应变速率以及温度之间的依赖关系．为了建立本构方程，必须测量一定温度、应变速率范围内的流动应力值，这通常是由压缩试验来完成的．有限元模拟结果的有效性首先取决于本构方程的精确程度，所以，如何获取精确的本构方程成为锻造成形过程计算机模拟技术中的首要问题．     

天津地区软土的蠕变特性和速率敏感性

为了研究软土次固结和速率敏感性的内在联系，基于过应力式弹黏塑性本构模型，推导出一个理论关系式，定量地建立了次固结系数和率敏感参数的关系．对天津某地典型软黏土进行了一系列次固结试验和变速固结不排水三轴压缩试验，分析了次固结系数和率敏感参数，验证了所推导的理论关系式的适用性．     

聚氨酯硬泡材料本构关系研究

为了研究聚氨酯硬泡材料的应力—应变关系及泊松比,在室温条件下对聚氨酯硬泡材料进行了轴向压缩试验.结果表明:聚氨酯硬泡材料在抗压的整个过程中,都没有出现开裂现象,表明聚氨酯硬泡材料在抗压方面具有明显的延性性能.基于其应力—应变关系曲线,对其本构关系进行了拟合分析,从而得出聚氨酯硬泡材料强度极限为179.56 kPa,弹性模量为39.4 MPa.由纵横向应变,求得其泊松比为0.42.     

基于纤维模型的RC结构的钢筋本构关系研究

以基于纤维模型的OpenSees软件为平台,首先,选用常用的钢筋本构(Steel01,Steel02)和混凝土本构(Mander,Hoshikuma),对PEER数据库中的两个钢筋混凝土柱的拟静力试验进行了数值建模与对比分析;再采用OpenSees软件中Reinforcing Steel钢筋本构模型,对钢筋单调拉压试验、循环加载试验、疲劳试验以及钢筋混凝土柱拟静力试验进行了模拟与对比分析.结果表明:现有的混凝土本构模型已相对成熟,并能较好地满足非线性数值模拟的精度要求,混凝土本构模型的改变对计算结果的影响不大,而钢筋本构模型的改变则会对分析结果产生较大的影响;Reinforcing Steel模型有效地提高了非线性模拟分析的精度,但也存在着对钢筋滞回曲线捏拢效应体现不足、分析结果偏于保守、计算过程较为复杂且较难收敛等缺点,尚需要对钢筋本构模型进行进一步的改进与完善.