基于声发射技术的单轴受压混凝土损伤细观研究

为了从细观角度了解不同强度等级,以及不同碳化龄期的混凝土的损伤演化特征,对强度等级分别为C20、C30、C40以及碳化龄期分别为0、28、56、77、90 d的混凝土棱柱体试件进行了单轴受压试验;并利用声发射(AE)技术对试验全过程进行了动态监测,获得了表征混凝土损伤演化过程的典型声发射事件累积计数(burst line cumulate,BLC)曲线;以及声发射事件数-相对应力水平关联曲线.结果显示:①BLC曲线的三个部分分别反映出材料损伤演化过程的三个阶段,曲线的两个转折点分别对应混凝土材料内部的起裂点和失稳点;②在低应力时,不同强度等级以及不同碳化龄期的混凝土试件的声发射特征没有明显区别;随着应力的增加,高强度等级和碳化龄期长的混凝土试件的声发射事件数增长较快,并且声发射活性急剧增加点明显前移.     

SiCp/AZ91D复合材料压缩力学性能及其本构描述

在AZ91D中加入体积分数10%的5μm SiCp颗粒作为增强剂,通过万能材料试验机及分离式霍普金森压杆(SHPB)测试了其在静动态加载条件下的力学性能。实验结果表明经过二次热变形处理的AZ91D镁基合金复合材料在所研究的应变率范围内均表现出应变硬化行为,且其硬化行为具有明显的率相关性,采用幂指数函数能较好地描述加载速率对屈服应力的影响,通过分析AZ91D镁基合金的硬化参数的率相关性构建出能有效预测其力学行为的一维本构方程。     

噪音环境下桥梁损伤声发射定位技术研究

为研究噪音环境下桥梁损伤的声发射定位方法,并获取相应的技术参数,在一座运营中的预应力钢筋混凝土桥梁的箱梁内部进行了声发射定位试验,通过定位参数的选取、断铅模拟损伤的声发射定位试验、声发射信号的滤波除噪、定位图聚类等一系列试验,达到了比较满意的定位效果,定位误差控制在50 mm以内,并获得了桥梁检测中的声发射门槛值、定位波速以及三个定位时间参数值[峰值定义时间(PDT)、撞击定义时间(HDT)、撞击锁闭时间(HLT)]。试验结果表明,在运营桥梁上进行声发射损伤定位时,门槛值设为40 d B可以滤除大部分环境噪音,同时通过关联图对比分析、利用数字滤波除噪,并对定位图进行聚类,可以进一步提高定位精度,最终误差可以控制在50 mm以内。研究结果可为声发射损伤定位技术在桥梁检测及监测方面的推广应用提供借鉴。     

基于声发射的混凝土破坏机理及强化方法研究

为了深入研究混凝土的破坏机理,并找到相应的提高混凝土强度的方法,分别制作了四种常用标号的砂浆试块以及四种标号的混凝土试块,并对各种试块进行了简单单调加载条件下的声发射试验,对声发射能量-峰值频率关联图进行了对比分析。结果显示:声发射信号峰值频率主要集中在25~40 k Hz和85~105 k Hz两个区段内,并且随着标号的提高,高频信号增加,最终得出了提高砂浆等级、提高骨料含量、提高骨料界面粘结力以及提高骨料强度等措施可以有效提高混凝土强度的结论。     

水土作用对桂林重塑红粘土工程性质试验研究

红粘土在土类划分上属于特殊性土,由于其特殊的成因过程及成因环境,水土作用对桂林重塑红粘土的工程性质具有一定影响,本文通过室内实验研究水土作用对桂林重塑红粘土界限含水量以及胀缩性的影响,探究其内在作用机理。试验结果表明,经过浸泡7d后的土体的界限含水量均会改变,随着溶液浓度的增大在NaCl和CaCl₂溶液中浸泡的土样液限和塑性指数增大、塑限减小,且随着酸性和碱性的增强会进一步加大这一趋势。而在NaCl和CaCl₂溶液中浸泡的土样的自由膨胀率、线缩率、体缩率会随着溶液浓度的升高而增大,其中自由膨胀率在酸性相同条件下随着pH值的减小而增大,在碱性环境中自由膨胀率随着pH值的升高而增大,线缩率和体缩率则无明显规律。     

再生混凝土空心板抗弯承载力试验研究

为了探究再生混凝土空心板的受力性能及破坏特征,分别制作了再生粗骨料取代率为0%、30%、60%、100%的四种空心板;并进行了四点弯曲的静力试验。对破坏全过程进行了挠度变化、钢筋应变、裂缝发展等的监测记录,得到了荷载-挠度、荷载-钢筋应变等相关曲线。通过对曲线的分析研究,得出了随着再生粗骨料取代率的提高,空心板的开裂荷载逐渐降低以及刚度退化速度加快等重要结论。     

应变率与相对密度对聚氨酯泡沫压缩力学行为的影响

采用三种加载设备(万能材料实验机、冲击落锤和霍普金森压杆)对三种相对密度的聚氨酯泡沫进行了广泛应变率条件下(10-3~103s-1)的单轴压缩实验。实验结果表明:相对密度是影响聚氨酯泡沫等效力学行为(弹性模量、初始屈服强度、塑性坍塌强度)的主导因素;且聚氨酯泡沫的力学行为具有明显的应变率效应。同时,基于实验结果分析了应变率效应产生的原因。此外,结合实验结果和一个考虑了相对密度和应变率对塑性坍塌强度复合效应的理论模型,量化了上述两个重要参数对塑性坍塌强度的影响。     

圆柱形锂离子动力电池卷绕过程中的应力分析

在锂离子动力电池的制造过程中，卷绕是极为关键的一道工序。为了保证电池的安全稳定，卷绕过程中不能产生弯折、褶皱，甚至断裂。电池型号不同，适合的卷绕方式不同，最适合的卷绕方式可以根据卷芯成品外半径来确定。首先，把电池卷绕层作为薄膜材料，在卷绕张力的约束下对卷芯的本构方程进行分析，得到平面应变状态下卷芯内r处的环向应力分布函数和径向应力分布函数；进而得到卷绕n圈完成后，卷芯内任意r处的环向应力和径向应力。根据卷绕张力的类型，对不同卷芯外半径下的环向应力进行算例分析，从而得到适合不同卷绕外半径的卷绕方式。随着卷绕外半径的不断增大，恒卷绕张力和锥度卷绕张力逐渐不适合电池卷芯的卷绕，因此提出了全新的抛物线型卷绕张力和复合型卷绕张力。动力电池卷绕完成后，电池卷芯经卷绕产生的应力相当于对电池施加的预应力，从而对动力电池的使用产生影响。     

桥梁声发射检测中的噪音特征及除噪技术研究

为了研究桥梁声发射检测中的噪音特征,并得到相应的除噪方法,在一座预应力钢筋混凝土公路桥的箱梁内部进行了声发射试验.通过对环境噪音声发射信号的波形图分析、参数关联分析、以及声发射源平面定位时定位组传感器所接收信号的逻辑分析,得到了环境噪音声发射信号的基本特征,并总结了相应的除噪方法.研究表明,通过设置合适的采集门槛以及采集频率范围,可以达到很好的除噪效果,另外,在进行声发射源定位时,利用声发射信号参数的逻辑关系分析,可以进一步滤除已经形成事件的环境噪音,同时,对定位图进行聚类,可以使聚类中心更趋于声发射源.