风电叶片采用不同胶黏剂修补的相容性能差异研究

风电叶片合模粘接工序中缺胶问题一直备受关注,修复材料的性能直接影响叶片修复质量,为此选择2种胶黏剂,对比了两者的工艺基本性能数据和力学性能。胶黏剂1可适合用于风电叶片制造成型合模粘接,也可用于叶片胶黏剂缺陷修复;胶黏剂2适合用于叶片胶黏剂缺陷修复,同时在修复效率和操作条件上优于胶黏剂1。然后通过模拟一种叶片缺胶的修复方式,分别采用胶黏剂1、胶黏剂2对不同缺胶量的玻璃钢试件粘接界面进行拉伸剪切性能测试。研究结果表明,2种不同体系的胶黏剂各性能差异较小,均可满足叶片设计和工艺要求;随粘接面缺胶量增大(20%、40%、60%),试样拉伸剪切强度呈下降趋势;缺胶处使用胶黏剂1进行修补后可使拉伸剪切强度恢复,使用胶黏剂2修补后试样拉伸剪切强度低于胶黏剂1修补。因此,在缺胶处修补时采用同一体系胶黏剂修补的效果较好,更利于保证叶片修复后的质量和性能。     

B4C改性酚醛树脂对Si3N4的高温粘接性能

以酚醛树脂为基体,加入B4C作为改性填料制备出高温粘结剂,并对Si3N4陶瓷进行粘接.在300～800 ℃温度范围内对Si3N4陶瓷粘接试样进行热处理,并测试了不同温度热处理后的室温剪切强度.结果表明,经过700～800 ℃热处理后,粘结剂表现出较为理想的粘接性能,剪切强度测试结果为Si3N4陶瓷基体破坏.利用扫描电镜研究了粘接试样的断面形貌及胶层结构特征.研究表明,在高温热处理过程中,B4C改性填料发生了复杂的物理、化学变化,通过B4C与树脂挥发分之间的改性反应,有效提高了酚醛树脂热解后的残炭值,进而改善了粘接胶层结构的高温稳定性;纤维状物质的形成与B2O3颗粒的细化,有助于提高粘接胶层的连接强度.     

塑料－玻璃粘接用UV固化胶粘剂的性能

探讨了活性单体、预聚体及偶联剂对UV固化胶粘剂的粘接强度、体积收缩的影响，结果表明，极性单体A、偶联剂B的加入有利于提高胶粘剂的粘接强度，芳香族聚氨酯预聚体胶粘剂体系的粘接强度较高，活性单体官能度越高，体积收缩越大。所研制胶粘剂的剪切强度可达5.98MPa，体积收缩为3.67％，在可见光区透光率为97％，玻璃化转变温度为88.02℃。     

基于剪切修正GTN损伤模型的辊冲工艺数值模拟

在GTN模型基础上，考虑到微孔洞剪切变形对材料劣化的影响，建立适用于压应力状态的剪切修正模型。通过用户子程序接口VUMAT将与损伤耦合的弹塑性本构模型嵌入具有ALE法的有限元软件Abaqus/Explicit中。利用模拟拉伸与纯剪切试验拟合载荷-位移曲线以确定模型参数。将修正模型应用到辊冲工艺有限元模拟中预测断面质量，并进行试验验证。结果表明：前刃口为小间隙冲裁，塌角较小，光亮带较大但带有一定的倾角；后刃口为大间隙冲裁，塌角与断裂带较大，光亮带较小；裂纹会同时在前刃口凸模与凹模侧面萌发，而对于后刃口，会首先在凹模侧面产生。     

锚杆形态参数对杆体-砂浆界面剪切力学行为的影响

为了研究锚杆形态参数对杆体-砂浆界面剪切性能的影响,开展了杆体-砂浆界面二维等效侧限剪切试验,探究了不同法向应力下各锚杆形态参数对界面峰值剪切强度τ_(max)、剪切耗能值E的影响,基于逐步回归分析的结果表明:对峰值剪切强度而言,肋间距和肋高度是最主要的影响参数,而且这两个参数之间存在明显的耦合关系,肋角度对峰值剪切强度的影响与法向应力大小有关,而肋宽则影响微弱;对剪切耗能值而言,在低法向应力时,其与肋高度有关,而在高法向应力时,其与各形态参数均不显著。除此之外,基于爬坡比K和剪胀角β提出了破坏模式定量分类标准,得到了不同法向应力下锚杆的临界肋间距和肋角度,通过临界值可以判断界面的破坏模式。当肋间距小于临界值时,界面以切齿破坏为主,当肋角度小于临界值时,界面以滑移破坏为主,当肋间距和肋角度均大于临界值时,界面则会出现剪胀滑移破坏或剪切破碎破坏。试验结果为螺纹钢锚杆的形态优化提供了参考,同时为进一步揭示锚杆杆体-砂浆界面的破坏演化过程奠定了基础。     

室温固化无溶剂双组份聚氨酯结构胶的研究

合成了4种相对分子质量和官能度各不相同的聚酯多元醇,并与MDI反应合成了端羟基及端异氰酸基预聚体,通过红外光谱对其结构进行了表征.研究了不同端羟基化合物与端异氰酸基化合物所构体系的粘接性能、热老化性能及热失重情况,结果表明该体系室温剪切强度为35~40 MPa,80℃,100℃和200℃剪切强度可达12~16 MPa,6~8 MPa和3~5 MPa,90°剥离强度为5~7 kN/m,T5最高为286℃,加入石棉后体系的高温剪切强度及耐热老化性能都得到提高.     

聚合物-金属直接成型技术

聚合物-金属直接成型作为一种将金属与聚合物直接粘接在一起的成型工艺,其组合件同时具有金属与聚合物的材料特性,因而具有广泛的发展前景.介绍了聚合物-金属直接成型技术原理及其关键技术,总结了目前该领域关于直接成型组合件粘接强度的研究进展,并综述了影响其粘接强度的一些重要因素,为今后关于组合件粘接强度的研究打好基础.     

钢管混凝土拱计算合龙温度试验研究

对钢管混凝土拱肋成型过程混凝土水化热作用下的结构温度场和温度效应进行了连续的试验观测。试验采用单圆管截面的钢管混凝土拱肋进行测试,完成了从空钢管合龙至形成钢管混凝土拱肋的过程。在试验实测数据的基础上论述了钢管混凝土拱肋成型过程中的结构温度场和温度效应变化规律,并讨论了钢管混凝土拱桥计算合龙温度的确定方法。试验及分析结果表明,水化热对拱肋成型后钢管的残余温度应力影响很小,而对混凝土的残余温度应力有较大影响;在确定钢管混凝土拱的计算合龙温度时,可以将管内混凝土浇注后7 d的大气平均温度作为拱肋成型时的结构温度,取水化热结束后的结构残余温度内力作为对应的截面温度内力进行计算。     

超薄注塑充模中的次相剪切效应

为克服超薄注塑充模的困难,定义了主、次相剪切的概念,分析了超薄注塑剪切场.根据泊肃叶方程,通过狭缝流变实验,重点讨论了超薄注塑过程中次相剪切对表观黏度、表观剪应力的影响,分析了次相剪切与粘性升温、入口压力的关系,发现次相剪切能有效改善超薄注塑中的熔体充模.文中还提出了超薄导光板的表面微特征混排设计方法,使熔体在流动平面内形成次相剪切,有效提高了制件填充率,验证了次相剪切效应的理论正确性.     

钢管混凝土拱肋成型过程水化热影响分析

应用大型有限元软件对钢管混凝土拱肋成型过程中水化热影响下的结构温度场和温度内力进行计算,分析了不同混凝土浇筑温度下的拱肋温度场及其对拱肋成型时残余温度内力的影响.     

高铁堑坡粉质黏土原位强度特性与应力历史效应

针对高速铁路堑坡防护工程不同施工工序中坡体强度参数选取问题,基于原位孔内剪切试验,依托哈佳高速铁路工程,通过成孔后施加不同法向应力水平的固结剪切和先施加较高法向应力(这里称为预加荷载pr)后卸载至某一应力水平再固结剪切等工况下的现场试验,获取堑坡粉质黏土强度特性随荷载施加方式的演化规律.结果表明:粉质黏土原位应力-位移曲线总体上呈弱硬化变形特征;应力历史对粉质黏土的抗剪强度影响显著,主要体现在黏聚力上,预加荷载由0 kPa增加到400 kPa时,土体黏聚力显著增加,增幅在18.7～51.8kPa之间;内摩擦角降幅甚微.粉质黏土的黏聚力和施加预加荷载后的黏聚力增量均与含水率呈线性负相关,但随着含水率的增加,支护荷载存在临界值.黏聚力与预加荷载呈线性正相关,在实际工程中,可根据工程要求达到的安全系数,通过黏聚力和预加荷载的关系反推出所需预加荷载大小,从而为实际工程设计与施工提供借鉴参考.     

基于复值小波模和幅角经验正交分解的奇异性特征提取

提出了基于Hermitian复值小波模和幅角经验正交分解方法,采用这种方法可以提取信号奇异性特征。通过在滚动轴承故障诊断应用表明:小波模和幅角协方差矩阵的特征值向量反映了在时间-尺度平面上的分布结构,不受时间平移影响,便于信号的奇异性特征提取;用主成分重构信号小波模和幅角,能更清晰地反映信号的奇异性特征,便于分类识别.     

聚合物熔体在曲线型异型材挤出口模内三维粘弹流动数值模拟

利用罚函数有限元法,采用PTT粘弹本构模型,对聚合物熔体在C形和Y形截面异型材挤出口模内的三维粘弹流动进行了数值模拟。在相同挤出流量下,得到了口模内不同截面上的速度和应力分布。对模拟结果的分析表明：异型流道中存在的突出棱角会使局部流道截面的有效流动面积减小,产生收敛效应,收敛角越大,收敛效应越强。因而要保证熔体稳定流动,过渡区与成型区流线必须平滑连接;异型流道中不同的部位熔体所受的剪切和拉伸应力都有所不同,熔体受力历史差异可能导致制品质地不均匀,挤出口模设计中必须考虑熔体受力史。     

建筑模网混凝土矮墙抗震性能试验研究

建筑模网混凝土墙体是一种免模板的新型组合结构,是由钢板网、竖向加劲肋和交错连接的水平折钩拉筋构成空间网架结构,内浇不振捣自密实混凝土后制成的一种新型住宅墙体材料.通过6个建筑模网混凝土矮墙的抗震拟静力试验,研究了这种新型墙体的破坏形态、滞回特性、变形能力和抗剪承载力等.研究表明：模网混凝土墙体的破坏过程与普通混凝土墙体较为相似,呈剪切破坏形态;模网混凝土墙体表现出较高的抗剪能力,且《建筑模网混凝土结构技术规程》（DB 21/T1210—2004）对模网混凝土的抗剪强度有足够的保证;模网混凝土墙体变形能力略低于普通钢筋混凝土墙体试件.     

定轴剪切实验中砂土的非共轴变形特性

针对目前主应力轴固定单调剪切情况下砂土是否存在非共轴性这一争议,以山东汶河粉细砂为研究对象,采用空心圆柱仪对砂土进行一系列不同大主应力方向角的定轴剪切排水实验,对饱和砂土的强度、应力应变以及非共轴变形特性进行研究。结果表明:大主应力方向角对于砂土的强度特性具有明显的影响,随着大主应力方向角的增大,强度呈现先减小后增大的规律,同时变形表现出明显的各向异性;更为重要的是,在不同大主应力方向角下进行主应力轴固定单调剪切时,主应力方向与主应变增量方向存在明显的非共轴角,这种非共轴现象不可忽略。     

大型拉拔直剪仪剪切盒的改装

针对现有大型拉拔直剪仪剪切盒不能进行土工合成材料之间或土工合成材料和颗粒材料之间直剪试验的状况, 在现有大型拉拔剪切仪的基础上, 根据试验要求和试验影响因素, 分别对该设备的上下剪切盒进行了改装. 在下剪切盒内放置可固定土工合成材料的Ⅱ字型板架,并通过在上剪切盒内放置内置挡板或可固定土工合成材料的钢板2 种方式, 使加载方式能实现柔性承压和刚性承压. 利用改装后的设备, 对光面土工膜-砂土界面、光面土工膜-土工布界面进行了直剪试验, 试验结果与其他同类材料直剪试验结果较为吻合, 证明对该设备的改装是合理可行的. 最后, 对加肋土工膜-砂土界面、加肋土工膜-土工布界面进行了一系列直剪试验,进一步验证了该设备改装后的稳定性.     

角点支承钢筋混凝土双向密肋楼盖破坏形态研究

在角点支承钢筋混凝土双向密肋楼盖试验的基础上,提出有关这种楼盖板—次肋和板—次肋—主肋的8种可能破坏形态,并分别推导了它们的极限荷载公式 当楼盖的几何尺寸和配筋等条件已知时,可以算得每种破坏形态的极限荷载值,其中,与最小极限荷载对应的破坏形态就是真实的破坏形态 通过一块5.46m×10.92m的两跨角点支承钢筋混凝土双向密肋楼盖短期荷载试验,将计算结果与试验结果进行了比较     

拱肋内倾角对钢管混凝土拱桥静动力学的影响

利用有限元程序,对不同拱肋内倾角的钢管混凝土拱桥在恒载作用下的静力、稳定性以及结构的自振特性进行了计算,分析了结构位移、内力、稳定安全系数和自振频率值与拱肋内倾角的关系.结果表明:拱肋内倾角增大,有效地提高了拱桥结构的面外稳定性和横向刚度,拱肋控制截面的弯矩和拱脚的水平推力也均有大幅度的减小,当拱肋内倾角为8°时,拱脚处弯矩和水平推力均达到最小值;但拱肋内倾角在3°以下、8°以上时,对拱肋横向刚度的影响较小;结构面内稳定、面内刚度、扭转刚度及拱肋控制截面的竖向位移受拱肋内倾角的影响较小.综合静、动力学分析结果来看,拱肋内倾角以8°为宜.     

混凝土结构层间力学性能的电学表征

以由碳纤维布作为界面层的混凝土及碳纤维混凝土为例,根据混凝土层间接触电阻的变化,对剪切荷载及弯曲荷载作用下的混凝土界面粘接性能及剪切强度进行电学参数变化实验.实验结果表明:素混凝土层间接触电阻随着层间粘接松动而增大,当发生粘接破坏时,则急剧增大;碳纤维混凝土层间接触电阻随着剪切强度的增大而增大,发生剪切破坏时,则急剧增大;碳纤维混凝土层间接触电阻的敏感性比素混凝土层间接触电阻对界面粘接及剪应力的敏感性要好,低应力作用下,碳纤维混凝土层间接触电阻随应力明显变化.     

设置斜向加劲肋钢梁试验研究

在剪力作用下,当钢梁腹板高厚比较大时,腹板会沿主压力方向发生屈曲,从而降低钢梁承载力,为此提出了在腹板主压应力方向设置斜向加劲肋,以提高腹板的抗屈曲能力.对腹板设置斜向加劲肋的简支钢梁及在梁长四分点设置或不设置加劲肋的平腹板简支钢梁进行了跨中集中荷载作用下的静力试验,对其受力性能进行了分析,着重探讨了设置斜向加劲肋工字钢梁的腹板局部屈曲性能、屈曲形式、屈曲后强度和承载能力.试验研究表明,腹板设置斜向加劲肋工字钢梁具有优异的屈曲后能力,钢梁的极限承载能力大大提高.