弓形钢纤维自轻骨料混凝土基体拔出荷载影响分析

研究了单根弓形钢纤维自轻骨料混凝土基体拔出全过程;利用自制模具,通过试验得到不同埋深弓形钢纤维自轻骨料混凝土基体中拔出全过程的荷载-位移关系曲线;对弓形钢纤维进行分段分析,将弓形钢纤维分为平直段与弯钩段,对弯钩段在拔出过程中的受力特征,以及其在拔出时塑性变形与摩擦力之间的耦合机理进行研究,分析说明了弓形钢纤维最大拔出荷载成因与平直钢纤维的不同点;对试验数据进行分析,得到弓形钢纤维最大荷载-埋深关系曲线。     

纳米蒙脱土钢纤维树脂基复合材料的制备

以钢纤维、有机处理蒙脱土、天然花岗岩及环氧树脂为原料,采用不同制备工艺及固化工艺,制备钢纤维有机蒙脱土协同增强树脂基复合材料,并对其进行抗压强度实验及断口分析。结果表明,采用钢纤维有机蒙脱土协同增强环氧树脂,固化条件为120℃4 h后室温固化10 d,抗压强度可达89.8MPa,通过断口发现,裂纹沿钢纤维与树脂基体界面扩展,树脂基体通过蒙脱土强化,协同增强作用明显。     

低掺量下钢纤维混凝土抗拉和抗折性能试验研究

为研究低掺量下钢纤维对混凝土劈裂抗拉强度以及抗折强度的影响,以钢纤维体积掺量、钢纤维类型、混凝土基体强度等级为主要参数,进行了钢纤维混凝土立方体劈裂抗拉标准试验以及小梁抗折标准试验研究.结果表明:钢纤维的掺入对混凝土劈裂抗拉强度以及抗折强度有显著提高,钢纤维体积掺量为0.9%时,劈裂抗拉强度提高37%,抗折强度提高18%;钢纤维的掺入显著改善了混凝土抗拉及抗折破坏形态,试件破坏后整体性较好;波纹型钢纤维和端钩型钢纤维的劈裂抗拉性能及抗折性能要优于螺纹型钢纤维.     

水泥基体中弓形钢纤维拔出耗能模型

鉴于弓形钢纤维几何形状的特殊性,对弓形钢纤维拔出过程中的摩擦能量和弯钩端塑性变形能量分别进行了理论推导;并采用能量叠加法完成了水泥基体中弓形钢纤维拔出能耗理论计算.模型预测结果与试验结果的验证表明,不论是对部分拔出还是全部拔出的弓形钢纤维拔出能量预测均与试验结果较为吻合,模型具有较好的准确性,这将有利于今后弓形钢纤维增强水泥基材料宏观断裂能理论预测研究工作的开展.     

不同制备工艺对钢纤维混凝土性能影响的试验研究

钢纤维混凝土可起到减少混凝土开裂、提高结构韧性等作用,已逐渐被应用于隧道衬砌支护。但制备工艺决定了钢纤维在混凝土基体中的分布,从而严重影响钢纤维混凝土性能,因此亟须开展针对钢纤维分布与制备工艺之间关系的研究。本研究从实际工程出发,选用六种钢纤维混凝土制备工艺,浇筑了18根梁试件,开展钢纤维混凝土抗弯性能试验。试验结果表明,使用MT1制备工艺的端钩型钢纤维混凝土在破坏位置、钢纤维分布、钢纤维外露角度、外露长度、抗弯强度等方面均表现出良好性能。     

弓形钢纤维增强水泥基材料断裂能模型

根据弓形钢纤维弯钩端变形情况对单根纤维拔出能量进行推导;应用概率统计方法综合评估了断裂面上各纤维的能量贡献,建立了相应的断裂能模型.试验验证表明,模型预测精度良好,且该断裂能模型与各细观参数,如纤维长度、弯钩端几何形状参数和水泥基体强度等密切相关,因此该模型不仅能用于预测弓形钢纤维增强水泥基材料的断裂能,还能用于该类材料的优化设计研究.     

基于统一相场理论和内聚力模型的钢纤维混凝土界面过渡区力学性能研究

为探究数值模拟中界面过渡区不同建模方式对钢纤维混凝土力学性能及其损伤、破坏过程的影响，基于统一相场理论和内聚力模型，针对含单根钢纤维的混凝土拉伸试验，采用2种方法建立钢纤维混凝土界面过渡区的数值计算模型，对比分析不同建模方式对钢纤维混凝土力学性能及其破坏形态的影响，并考察不同因素对含单根钢纤维的混凝土极限抗拉强度的影响。结果表明，对混凝土基体部分采用相场断裂模型、界面过渡区采用内聚力模型，无论是计算结果还是细观破坏形态，都具有较好的准确性和可靠性；初始裂缝位置取30 mm和35 mm的钢纤维混凝土抗拉强度比取25 mm时分别提高30.8%和75.7%,钢纤维埋置角度为15°,30°和45°时的钢纤维混凝土抗拉强度比0°时分别降低12.2%,30.8%和48.9%,钢纤维增强作用受初始裂缝位置及钢纤维埋置角度影响较大，受钢纤维直径影响相对较小。采用统一相场理论可降低分析的难度、保证较高的计算精度，为研究钢纤维混凝土的损伤、断裂过程提供了理论参考。     

螺旋钢纤维混凝土抗冲击试验分析

大量研究表明在混凝土中加入钢纤维可显著增强混凝土的延展性与抗拉强度,从而可提高混凝土建筑的抗爆抗冲击性能.目前在施工作业中普遍应用的是直钢纤维或钩尾钢纤维.上述种类的钢纤维只能在混凝土基体中提供二维平面黏结,在混凝土构件受力开裂下极其容易发生钢纤维与混凝土脱离的情况,从而限制了钢纤维提高混凝土建筑抗爆抗冲击性能的有效性.本文针对建筑的抗爆抗冲击安全需求设计开发了螺旋钢纤维混凝土建筑材料,并开展了分离式霍普金森杆(SHPB)和落锤试验,对材料与梁构件在高速冲击下的响应进行了研究.结果表明,与传统钢纤维相比,螺旋钢纤维可有效控制混凝土开裂,对提高防护建筑抗爆抗冲击性能有着极大的贡献.     

高性能钢纤维混凝土抗弯性能研究

选用钢板剪切异形钢纤维,在钢纤维平均长度相近的条件下,研究基体水灰比、钢纤维体积掺量、钢纤维长径比对钢纤维增强混凝土抗弯强度的影响,并结合了试验设计中选取的因素和水平构成的立方体图形进行分析.结果表明,基体水灰比、钢纤维体积掺量、钢纤维长径比与抗弯强度之间符合三元线性关系,且对抗弯强度影响的显著性程度为:钢纤维体积掺量大于基体水灰比,基体水灰比大于钢纤维长径比.     

钢纤维高强混凝土抗剪性能试验研究

对29组共116个钢纤维高强混凝土抗剪试件进行了双面剪切试验,研究了钢纤维混凝土基体强度、钢纤维类型和钢纤维掺率对钢纤维高强混凝土抗剪强度的影响.试验结果表明:随着基体强度和钢纤维体积掺率的增加,钢纤维高强混凝土的抗剪强度逐步增高;在混凝土基体强度较高时,提高钢纤维掺量对钢纤维高强混凝土抗剪强度的改善作用有所减弱.试验中还发现,钢纤维混凝土抗剪强度受钢纤维横断面参数的影响很大,因此将现有的钢纤维混凝土抗剪强度计算公式中的纤维增强系数针对不同类型的钢纤维进行了修正,并考虑钢纤维直径的影响提出了新的计算方法,计算结果与试验结果符合较好.     

机械密封用O形橡胶密封圈微动特性

采用含高阶项的Mooney-Rivlin本构模型对机械密封用O形丁腈橡胶圈进行了轴对称有限元分析,重点考察了位移幅值、介质压力、压缩率及摩擦系数对其微动特性的影响.结果表明:随着位移幅值的增加,O形圈在微动界面上可呈现黏着、混合黏滑和完全滑移3种不同的接触状态;介质压力、压缩率及摩擦系数对O形圈的微动运行行为有重要影响;混合黏滑状态下O形圈密封界面摩擦力的显著波动会影响浮动环的浮动性;滑移状态下O形圈伴随着较高的Von Mises应力易导致其发生剪切破坏、表面磨损加剧;而在黏着状态下O形圈的综合性能最佳.因此,应避免O形圈运行于混合黏滑状态,压缩率取10%左右,并降低摩擦系数,以减缓其表面磨损和剪切破坏并满足补偿环浮动性和追随性.     

旋转与非旋转体间接触摩擦诱发振动的理论分析

在对旋转与非旋转体接触摩擦引起振动机理分析的基础上,建立了非旋转体在接触摩擦车作用下的振动方程,并研究了其运动规律,发现非旋转体在滑动期的运动是一种以非旋转体的低阶固有振动为主的周期性粘滑振动,它与一般接触面之间由摩擦引起的粘滑振动不同,不论是粘着期还是滑动期,非旋转轩体都在振动,振动幅值与周期的大小不仅与静,动摩擦系数有关,而且与非旋转体的几何形状,物理参数,固定方式及旋转体的旋转速度有关。     

钢结构建筑振动阻尼比与位移振幅相关性

分析了与位移振幅相关的阻尼产生机理,表明墙体与钢结构间的黏滑摩擦使阻尼表现出与位移振幅相关的非线性特性.基于黏滑运动机理,推导了基于位移振幅的阻尼比计算表达式,从理论上分析了与位移振幅相关的阻尼机理.通过数值仿真研究验证了理论推导的正确性,分析了主体结构刚度和墙体刚度贡献、墙体产生滑移运动时的结构变形、自振频率、材料阻尼等参数对非线性阻尼的影响.通过与现场实测数据对比,验证了理论推导的可靠性.     

对扶柄牙轮的工艺改进

分析了扶柄牙轮质量不合格的原因，指出将试验棒放入一个特别的胎中，与扶柄牙轮同炉处理，才能正确代替扶柄牙轮进行机械性能检验，使产品达到各项性能要求。     

钢纤维混凝土路面结构的疲劳特性

通过半刚性基层上对不同钢纤维掺量的足尺混凝土面板疲劳特性和承载能力的测试，建立了基于基准混凝土的累计轴载作用次数和钢纤维掺量等因素的钢纤维混凝土（SFRC）疲劳方程．通过实例计算表明该方程可以预估和指导SFRC的工程应用．     

钢纤维界面粘结强度和体积掺量对混凝土弯曲韧性的影响

研究了平直形、端钩形和哑铃形三种钢纤维与水泥砂浆的界面粘结强度和钢纤维体积掺量对钢纤维增强混凝土采用ASTMCl018韧性指数法得到的弯曲韧性指数的影响规律。试验表明，钢纤维混凝土的弯曲韧性指数、钢纤维与砂浆的界面粘结强度、钢纤维体积掺量之间关系可以用二元线性回归方程表示，钢纤维与水泥砂浆的界面粘结强度和钢纤维体积掺量均是影响钢纤维混凝土弯曲韧性的主要因素。     

紧凑型线路相间绝缘间隔棒后屈曲性态非线性研究

本文通过对紧凑型线路相间绝缘间隔棒在受压时临界后屈曲现象进行非线性研究，得到相间绝缘间隔棒临界时和临界后屈曲性态都是稳定的，为设计间隔棒时不以临界载荷作为设计依据而以屈曲后的最大正应力不超过芯棒屈服强度为设计准则从而节省芯棒材料等提供了理论依据，同时对侧向位移与载荷的关系进行了计算．