膨润土水化膨胀行为简化计算

在已有膨润土微观结构研究的基础上,假设其中蒙脱石的膨胀完全填充土中孔隙,得到蒙脱石膨胀体积应变sεv的表达式.根据sεv计算出水化后蒙脱石矿物层距离的一半和基于Gouy-Chapman理论的扩散双电层的厚度,并对二者进行了比较.在给定的计算参数下,当饱和含水量为80%~90%时,膨润土的孔隙完全由结合水填充.     

铝合金预拉伸厚板内残余应力分布的测量

因残余应力而引起的加工变形是飞机整体结构件制造的难题之一．文中针对铝合金预拉伸厚板的特点,提出用改进剥层应变法来测量内部残余应力,并运用弹性力学理论进行推导,得到了应力一应变关系矩阵．随后对典型航空用铝合金预拉伸厚板7075T7351的内部残余应力进行了测量,并对测量结果进行了分析和比较．结果表明,文中提出的方法能有效地解决厚板内部残余应力测量的难题．     

IF钢与ELC钢织构及性能的对比

研究了经铁素体区热轧、冷轧和退火生产的ELC钢和IF钢的组织、织构及性能.结果表明,铁素体区热轧后,ELC钢中的大部分组织是变形带;而IF钢中已经形成了等轴晶粒.ELC钢的热轧织构中形成了较强的α织构和很弱的γ织构,织构主要组分集中在{001}〈110〉~{223}〈110〉;而IF钢中形成了强的γ织构和很弱的α织构.ELC钢的退火织构中主要是γ织构,但仍有较弱的α织构存在;IF钢的退火织构中只有很强并且均匀的γ织构,强度明显高于ELC钢的退火织构.与ELC钢相比,IF钢的平均塑性应变比(r值)高出0.6,延伸率高出5%,同时,抗拉强度升高,而屈服强度降低.     

围压对圆形巷道岩爆过程中声发射及能量释放规律的影响

利用FLAC模拟了不同围压下圆形巷道围岩岩爆过程中的声发射及能量释放过程。利用8个FISH函数开挖巷道,统计破坏单元数目及破坏单元在应变软化阶段的能量释放总量和能量释放率。模拟分为3步:首先,将静水压力施加在模型上,直到达到静力平衡状态;然后开挖巷道;最后,重新计算,直到达到静力平衡状态或者塑性流动状态。模拟结果表明,当围压较高时,开挖巷道后的围岩的声发射活动呈现间歇式上升特征;而当围压较低时,开挖巷道后的围岩中的声发射活动最终趋于平静;随着围压的增加,能量释放现象出现得早些,声发射累计数、释放的弹性应变能都增加。在开挖巷道后的围岩中,发生剪破坏的单元释放的弹性应变能总量大于发生拉破坏的,最高的剪应变能释放率大于最高的拉应变能释放率。     

玄武岩纤维布加固钢筋混凝土柱抗压对比试验研究

本文对玄武岩纤维布与碳纤维布加固钢筋混凝土柱进行了对比试验,研究了加固后其承载力、延性、应变发展、裂缝及破坏特征等变化。并对混凝土柱上黏贴一层纤维布和两层纤维布进行了对比试验,分析了各种参数对玄武岩纤维布加固柱承载力和变形的影响。对相应工程应用提出建议。     

一种基于光纤光栅的双月牙弧轮辐式扭矩传感器

设计了一种量程为100 Nm的轮辐式光纤光栅扭矩传感器。该传感器的弹性元件采用轮辐式,并创新地采用双月牙弧形状的辐条结构,大大提高了弹性元件的应变灵敏度。在有限元仿真的基础上,以变形量最大为目标函数,对弹性元件的几何尺寸进行了优化设计。通过仿真和实验验证,该弹性元件的应变量与光纤光栅反射光中心波长的偏移量成线性关系,这种新型轮辐的应变灵敏度比传统轮辐提高近一倍,为18 pm/Nm,重复性误差为±1%。     

混凝土材料三维弹塑性本构模型

非线性统一强度准则将材料的强度特性分解为4个相互独立的因素,由4个材料参数分别描述,在主应力空间内的强度面连续光滑,存在连续的偏导数.本文将非线性统一强度准则作为屈服函数,以塑性剪应变的函数作为硬化/软化参数,硬化/软化函数参考单轴压缩条件下的应力应变关系给出,建立了混凝土材料的非线性统一弹塑性本构模型.通过混凝土材料单轴、双轴和三轴试验结果对本构模型的验证,以及偏心受压构件试验结果对数值模拟结果的验证表明,所建立的非线性统一弹塑性本构模型可较好地描述混凝土材料的三维变形与强度特性,并可反映应变软化特性,将模型用于数值计算时易于获得收敛解,且具有较高的精确度和计算效率.     

基于改进尖点突变级数法的高温环境下人体生理状态综合评价

热应激会降低工作效率并导致热相关疾病。为了量化高温环境下环卫工人的热应激水平,本文建立一个生理状态安全评价指标(physiological state safety evaluation index, PSEI)。首先,引入尖点突变理论分析不同热环境下人体生理状态变化趋势。其次,基于信息熵和变权理论计算生理指标的权重,并利用尖点突变级数法建立人体生理状态评价体系。最后,提出新评价指标PSEI以量化生理状态安全水平,并在此基础上确定PSEI的安全等级。结果表明:在不同环境条件和生理状态下,生理指标的权重是变化的;平均皮肤温度、耳膜温度、收缩压和心率的权重范围分别为0.09-0.64、0.08-0.41、0.07-0.74和0.06-0.33;PSEI的安全等级为:非常安全(0.948, 1]、相对安全(0.886, 0.948]、中等(0.798, 0.886]、相对危险(0.649, 0.798]和非常危险[0, 0.649]。PSEI可为高温环境下环卫工人提供实时的生理状态安全评估和健康预警。     

基于IMU数据的应变解析技术及其应用

长输埋地油气管线在严重的地灾作用下会引发管道变形,如果变形的管段存在缺陷,将极易导致管道失效,造成严重的环境污染和经济损失。准确地获取管道的变形情况并进行安全评价能够为保障管道安全稳定运行发挥重要的作用。基于IMU检测数据,通过小波变换降噪和油气管道设计规范进行特征识别的应变解析算法,能够有效地识别管线上的热偎弯管、冷弯管、弹性敷设段和重点关注段。该算法计算的管段弯曲拉伸应变值将结合ExxonMobil提出的拉伸应变容量预测模型对环焊缝进行基于应变的安全评价。在基于应变设计的高钢级油气管道已在国内油气运输行业得到广泛应用的背景下,可以参考该评价方法开展高钢级管道环焊缝的安全评价。     

基于非局部模型的混凝土损伤的数值模拟

分析了局部损伤模型在进行混凝土应变软化模拟时存在的问题:网络依赖性和零能量损耗问题;在传统的非局部损伤模型中引入光滑的权函数,构造一种新的非局部损伤模型。计算表明该非局部损伤模型可较好避免有限元在应变软化模拟时的网络依赖性,预测出的荷载-位移反应与实际情况吻合较好。