基于临界平面法的复合材料多轴疲劳损伤参量研究

基于临界平面方法，提出一种用于纤维增强复合材料的多轴疲劳损伤参量，研究了复合材料多轴疲劳损伤特征．同时设计出一种缠绕复合材料管状试样，进行了拉扭双轴疲劳实验研究．根据双轴载荷条件下管状试样的应力-应变分析及双轴疲劳实验结果，绘制出了基于临界平面的多轴损伤参量与疲劳寿命关系图，可对不同缠绕角的复合材料疲劳寿命进行预测．结果表明：与传统的应力-寿命预测曲线相比较，新的疲劳损伤参量更适合于复合材料的多轴疲劳研究，计算结果与实验结果吻合较好．     

片岩三轴蠕变特性及蠕变模型研究

在云南澜沧江流域,发育了大量的倾倒变形体。软硬岩互层的岩体结构是该流域形成倾倒变形体的重要原因。软岩的岩体力学参数是研究倾倒变形体的关键点。为了研究其变形机制,采用YSJ-01-00岩石三轴蠕变实验机,在恒温条件下,对片岩进行三轴蠕变实验;采取Burgers模型对其流变曲线进行辨识,并确定模型参数。试验结果表明,该种岩石长期强度只有瞬时强度的0.71倍。通过对实验曲线的研究,本文系统分析了片岩在蠕变条件下的变形特征和力学特征。着重探讨了加速蠕变阶段的轴向应变-应变率-偏应力关系特征。为预测和评价倾倒变形体的长期稳定性提供了重要依据。     

阿勒锦岛岸坡非饱和土土-水特性曲线实验研究

研究基质吸力与含水率或饱和度的关系,对天然岸坡无堤利用具有重要意义。采用TFB-1型非饱和土应力应变控制式三轴仪,对阿勒锦岛天然岸坡非饱和原状土土-水特征曲线及变化规律进行实验研究。运用两种实验方法进行对比,采用轴平移技术控制基质吸力,用Van Genuchten模型对土-水特征曲线作拟合分析。结果表明:非饱和土体积含水率随着基质吸力的增加而递减,逐渐趋于稳定值,约为15%,当体积含水率小于15%后,非饱和土的抗剪强度将逐渐提高;整个土-水特征曲线呈现"S"形,符合经典土-水特征曲线大致趋势,且具有明显的阶段性特征。     

铁路轨道永久沉降的预测

项目主要研究了铁路道砟的沉降规律,实验包括大型三轴实验和模拟轨道实际情况的复合元素实验(CET)。铁路道砟中的应力分布通过电脑计算分析得出,研究采用有限元(FEM)的方法对铁路道砟的非弹性应力-应变特征进行了模拟,扩展的Drucker-Prager(D-P)硬化模型用来模拟道砟颗粒材料在相对较大荷载下的弹塑性特征。通过三轴压缩实验推导出了道砟永久应变公式。CET实验用来验证复核通过永久应变公式得到的沉降预测结果。通过道砟沉降模型的建立,能够对铁路轨道的寿命性能有一个更好的了解。     

两种煤样渗透率对轴压及围压变化响应特征的试验研究

针对两种不同煤样在轴压及围压变化作用下的渗透率演化关系,利用自主研发的含瓦斯煤岩热-流-固耦合三轴渗流试验装置,开展变围压及变轴压条件下煤样渗透率的实验研究。实验结果表明:1轴压与围压加载使得两种煤样渗透率均减小,轴压及围压变化对于构造煤软煤样渗透率影响特征均符合负指数函数分布规律;轴压变化与硬煤的渗透率变化符合直线变化规律;围压对于硬煤渗透率影响特征符合负指数函数分布特征,均给出了拟合参数;2轴压变化对于软煤样渗透率的影响大于硬煤,围压变化对于两种不同煤样渗透率的影响远远大于轴压。研究结果为采动条件下渗透率演化提供理论参考依据。     

螺线管磁场分布特征

利用电磁学基本公式毕奥-萨伐尔定律，对多层密匝螺线管内磁场分布特征进行分析，推导出了这种螺线管近轴区磁感应强度的计算公式，完善了有关的磁场理论，为此类磁场在工业领域中的应用与研究打下了基础，特别为加磁钻削的研究提供了制定实验方案的依据。     

新近系软岩模拟材料的单轴抗压实验特性

采用相似材料模拟的方法对新近系(原上第三系)软岩的力学特性进行研究.选择了4种模拟材料方案,制作成重塑样,研究其力学特点是否符合软岩的特征.对制作好的模拟材料式件进行单轴抗压实验,采集实验曲线,分析其力学特征.得到材料了的弹性模量,泊松比,密度等力学参数.得出影响材料强度及变形特征的主要因素是水胶比和胶结材料.从这些方案中选出符合软岩特征的方案及配比.运用多项式拟合方法分析出所选材料单轴本构关系,并与已有关系方程进行对比,验证实验及拟合方程的准确性.得出了所选材料应力-应变关系的经验公式.     

复合材料整流罩结构的稳定性分析

导出了一种修正的等效复合材料层叠圆柱壳稳定性计算公式,计算了导弹复合材料整流罩结构在轴压、外压和轴／外压工况下的稳定性,利用有限元ＡＬＧＯＲＦＥＡＳ程序系统进行了验证．对轴／外压工况进行了实验研究,最后分析计算了临界载荷与铺层和特征尺寸的关系     

型钢-钢管混凝土轴压柱核心混凝土应力-应变关系

对型钢-钢管混凝土轴压柱核心混凝土的受力特征进行分析;借鉴典型的约束混凝土本构关系,提出核心混凝土等效单轴受压应力-应变关系模型,该模型考虑了型钢翼缘对核心混凝土约束效应的贡献。利用所建立的核心混凝土应力-应变关系模型,采用数值方法对型钢-钢管混凝土轴压组合柱的荷载-变形关系进行分析。研究结果表明:核心混凝土内部存在双重约束区域,其力学性能与钢管混凝土柱中的核心混凝土存在差异;数值计算结果与试验结果较吻合,表明所提出的核心混凝土应力-应变关系模型能较准确地描述型钢-钢管混凝土轴压柱的受力过程、变形特征和承载能力等基本力学性能。     

滑动轴承油膜涡动及油膜振荡研究

对柔性滑动轴承系统进行了油膜涡动及油膜振荡的理论研究与实验分析.通过对涡动特性及振荡产生的机理分析,对系统建立相对坐标系,导出了轴的振动方程;从N-S方程导出了涡动状态下的雷诺方程,从而得到轴的径向力计算公式;通过对轴的振动分析,研究了油膜振荡的特征和油膜涡动的产生与轴承结构、润滑油及轴的几何尺寸关系,提出了防止油膜涡动及油膜振荡的措施.     

钢纤维混凝土轴心拉伸实验方法的研究

对钢纤维砼进行直接轴心拉伸实验以测定其抗拉强度是人们一直探索的实验方法,本文在分析总结轴拉实验遇到的主要困难的基础上,设计了一种新型的万向联结的试件型式,对钢纤维砼进行直接拉伸实验得以实现,并取得了较好的实验结果。     

钢纤维间距理论在混凝土轴拉初裂强度计算中的应用

通过对钢纤维混凝土轴拉试验结果的分析 ,研究了钢纤维体积率、混凝土强度等级对钢纤维混凝土轴拉初裂强度的影响。结果表明 :混凝土轴拉初裂强度分别随钢纤维体积率的增大和混凝土强度等级的提高而增大。最后 ,按照断裂力学理论建立了钢纤维混凝土轴拉初裂强度的计算模型 ,提出了钢纤维混凝土轴拉初裂强度的计算公式 ,供修订我国的《钢纤维混凝土设计与施工规程》以及工程设计与施工参考     

光纤拉力测试系统的软硬件实现及应用

提出一种测试光纤拉力的硬件设计方法。在轮式侧边抛磨机上添加光纤拉力测试系统,实时监测和记录抛磨过程中光纤拉力的变化。对硬件系统获取的信息采用串口通信,由计算机直接采集并反馈到侧边抛磨机,对提高光纤抛磨的精度有重要的影响。光纤拉力可以通过测量轴向拉力来反映,因此轴向拉力数据的采集和处理是光纤拉力测试的核心部分。     

热处理对 PPTA 纤维的序态及机械性能的影响

PPTA 纤维通过张力热处理,纤维的模量得到了显著的提高,纤维的分子结构及超分子结构同时发生了变化。本文测定了热处理前后的 PPTA 纤维晶胞 c 轴的变化,证实 PPTA 纤维在热处理过程中,在超分子结构变化的同时,晶胞也发生了形变。在松弛热处理过程中,纤维的晶胞 c 轴随热处理温度的升高而缩短;而在张力热处理时,晶格 c轴随张力的增犬而伸长。同时,热处理前后纤维热收缩应力的变化与 c 轴变化相对应,纤维的热收缩应力也随着张力的增加而增大,随温度的上升而降低。从热收缩应力和晶胞 c 轴的形变可以计算得到晶格热收缩模量的变化。     

THE CONVERSION OF PAN-BASED STABILIZED FIBER TO CARBON FIBER

When the PAN-based stabilized fiber(PAN-SF) was converted to the carbon fiber, the effect of some of the carbonizing parameters on the structure and properties of the resulting carbon fibers, such as the molecular structure development, element contents, morphology and mechanical properties, was discussed. The results show that the carbonizing temperature, the purity of the inert gas and the de-oil pretreatment of the tiber have a great influence on them.     

组元热失配对复合材料界面强度的影响

用粉浆浸渗－层叠热压工艺制得了９种不同组元热失配的复合材料．用金刚锥显微脱粘法测得复合材料的界面强度．研究了组元间不同热失配对界面强度的影响．结果表明：径向热先配愈大，复合材料的界面强度愈高，两者之间存在着近似的指数关系；轴向热失配对界面强度影响则较小．用热残余应力对界面强度影响的计算结果验证了上述结果，两者较好地吻合．     

光纤光栅传感器对预应力锚索的受力监测

预应力锚索的受力状态监测特别是锚索内应力分布的监测是目前工程领域一大难题。本文提出将准分布式光纤布拉格光栅（FBG）内嵌至锚索材料-钢绞线中心丝的技术,以实现对其受力状态及应力分布进行监测。基于此技术,结合FBG监测原理和锚索锚固理论,以锚索锚固长度、FBG布设位置及数量为主要变化参数,设计了FBG自感知钢绞线材料并将其浇筑于钢管内作为锚索模型试件;并对FBG自感知钢绞线材料进行张拉标定试验和钢管锚索拉拔试验。张拉标定试验表明,内嵌于钢绞线中心丝材料中的准分布式FBG传感器成活率为100％,应变灵敏度集中在0.0012,应变-波长的拟合度皆超过0.999。拉拔试验结果表明,内嵌式FBG传感器可有效监测全长粘结型锚索轴力分布规律;且传感器可实现对锚固段、自由段应力传递规律的定点监测;为锚索浇筑长度的设计、张拉应力的补充提供了计算依据。     

BN纤维微观结构和力学性能的透射电镜研究

用透射电子显微镜技术,研究了BN纤维的微观结构,阐明了BN纤维在生成转化过程中存在的晶体结构状态。研究表明,以涡轮层状相为主晶相,含氮量高,晶粒尺寸小的BN纤维具有良好的力学性能。在BN纤维的制备过程中,轴向加适当张力,可促使BN纤维表层晶粒的定向排列,为提高材料的力学性能,提出了制造工艺的改进方向。     

罗拉梳理中纤维运动的研究

为了揭示纤维在梳理过程中的运动规律,本文提出了新的示踪纤维实验方法;用此方法实验观察研究了绢纺直型精梳制绵新工艺中罗拉梳理机自由梳理点处工作罗拉—锡林、工作罗拉—剥绵罗拉、剥绵罗拉—锡林各工作区纤维运动过程,得到了各工作区纤维运动形态变化的基本规律。     

APPLICATION OF THE COLLAGENOUS FIBER FROM THE SOLID WASTES OF LEATHER FOR PAPERMAKING

INTRODUCTIONThe quantity of the solid waste of leather is very large. Every year, there is more than 500,000-ton solid waste of leather to be put out in the world. The main components of these are collagen that may be 80%, and Cr3+ that may be 4%. In recent years, there are many the processing techniques for these solid waste. But the methods of handling for waste and the development of products are still limited, because the methods are expensive and the products are low additional valu…