GFRP管以及LRSFRP管约束高强混凝土圆柱的轴压性能

进行了18根GFRP约束高强混凝土圆柱和2根LRSFRP约束高强混凝土圆柱的轴压试验,研究了FRP管材料、直径和壁厚等参数对FRP约束高强混凝土圆柱轴压性能的影响。结果表明,GFRP管约束高强混凝土圆柱的轴压性能存在尺寸效应。即环向约束应力大小相同时,GFRP管约束高强混凝土圆柱的极限承载力和极限应变随着试件尺寸的增大而减小。随着GFRP管壁厚的增大,GFRP管约束高强混凝土圆柱的极限压应力和极限压应变相应提高。LRSFRP管约束高强混凝土圆柱的延性较GFRP管约束高强混凝土圆柱好。最后,研究了现有FRP管约束混凝土的本构模型对GFRP管和LRSFRP管约束高强混凝土圆柱的适用性。研究发现Teng等人的模型对GFRP约束高强混凝土圆柱的适用性较好。而现有主要FRP管约束混凝土的本构模型对LRSFRP管约束高强混凝土圆柱的适用性较差。     

非均匀性的沥青混凝土半圆弯曲试验数值仿真

利用数字图像技术对沥青胶结颗粒材料CT图像进行了处理,并在此基础上建立了考虑微观结构和非均匀性的沥青混凝土半圆弯曲试验有限元模型,通过有限元分析,初步实现了在考虑微观结构的同时,利用粗集料和胶浆的力学性能对沥青胶结颗粒材料整体力学性能进行评估。计算结果表明:非均匀性对半圆弯曲试验中拉应力分布和模量大小有显著的影响,粗颗粒含量(质量分数)对模量的影响更大;从圆柱试件切割出2个半圆试件进行半圆弯曲试验时,必须考虑离析对试验结果的影响。     

BFRP管约束再生混凝土圆柱轴压试验

为研究玄武岩纤维复合材料(BFRP)对再生混凝土力学性能的提升作用，对BFRP管约束再生混凝土圆柱进行了轴压试验，分析了BFRP层数对圆柱轴压性能的影响。试验结果表明：BFRP管约束再生混凝土圆柱的失效模式表现为BFRP断裂引起的圆柱受压破坏，BFRP管约束可以显著提高再生混凝土圆柱的承载力和变形能力，轴压应力-应变曲线表现出明显的强化段。随着BFRP层数的增加，约束再生混凝土的轴压强度比未约束再生混凝土提高了78%～281%,极限轴压应变提高了6.16～18.10倍，均显著高于对应的未约束普通混凝土的轴压强度和极限轴压应变。结合试验数据，评估了典型纤维复合材料(FRP)约束混凝土圆柱轴压强度和极限轴压应变模型在BFRP约束再生混凝土中的适用性，发现所评估的典型模型不能精确地预测试件的轴压强度和极限轴压应变。     

主动约束混凝土圆柱的损伤演化规律

为了揭示主动约束混凝土圆柱的损伤演化规律,在细观层次上分析了环向预应力主动约束混凝土的破坏机理,在构件层次上基于试验研究了环向预应力纤维条带主动约束混凝土圆柱的损伤演化规律,探讨了主动约束作用对混凝土圆柱刚度的影响,研究结果表明:随着应力水平的提高,损伤应变曲线的斜率先减小后增大,体现了柱的损伤发展由缓慢到快速的渐变过程;直至试件应变达到峰值应变,损伤度达到0.4~0.6之间时试件破坏;并在试验研究和理论分析的基础上,提出了损伤演化方程,该方程反映了预应力大小和混凝土强度等级对轴压混凝土圆柱损伤演化的影响;给出了适用于环向预应力纤维条带主动约束混凝土圆柱的等效初始弹性模量的计算公式。     

配筋钢管混凝土柱抗火性能试验研究

为了提高钢管混凝土柱的抗火性能,在钢管混凝土柱中配置纵向钢筋和箍筋.对3根配筋钢管混凝土柱和1根钢管混凝土柱在恒定轴压荷载、两端简支条件下进行了火灾行为的试验研究.研究了配筋钢管混凝土柱的火灾反应、变形和破坏过程,测量了钢管混凝土柱截面温度场,并分析了钢管和配筋对钢管混凝土柱抗火性能的影响.试验表明,试验柱的破坏形态都是弯曲型,高温下配筋钢管混凝土的钢管退出工作后,由内部的钢筋混凝土圆柱承受荷载,其耐火极限比不配筋的钢管混凝土柱大得多,并且纵向钢筋数量多的配筋钢管混凝土柱,其耐火极限比配筋少的要大.对试验结果分析表明,耐火极限的计算值和试验值符合较好.     

聚丙烯酰胺改性混凝土的弯曲疲劳特性

通过强度试验，冲击试验和弯曲疲劳试验，研究了聚丙烯酰胺对混凝土桥面铺装层弯曲疲劳特性与韧性的改性效果，建立了聚丙烯酰胺改性混凝土的弯曲疲劳寿命方程。结果表明，聚丙烯酰胺对提高混凝土的抗折强度、弯曲疲劳特性、弯曲韧性和冲击韧性有显著作用，并可降低压折比。     

复合材料薄壁圆柱壳动态弹性模量的研究

提供了一种将试验和理论分析相结合的方法来研究复合材料薄壁圆柱壳的动态弹性模量.采用稳态正弦激振试验获得玻璃/环氧树脂复合材料薄壁圆柱壳的固有频率及振型,应用有限元方法计算各阶固有频率对应的动态弯曲弹性模量,并对结果进行数据拟合,得到动态弹性模量与激振力频率之间的Lorentzian函数关系.结果表明,动态弯曲弹性模量远小于静态值,而且随着振动频率的增大而不断减小,Lorentzian函数可以用来较好地描述动态弯曲弹性模量与振动频率之间关系,将该函数关系应用于Donnell简化壳理论计算的圆柱壳固有频率与试验结果相吻合.     

JD—5型多功能试验机的研制

ＪＤ—５型多功能试验机是集静态拉伸、压缩、弯曲试验和动态预制疲劳裂纹试验于一身的一种多功能试验机。本文论述了ＪＤ—５型多功能试验机的设计思想，该机的工作原理和特色；结合实践研究中反映的大量数据、资料论证了该机的先进性。     

流道弯曲对圆柱绕流尾迹流场的影响

为揭示流道弯曲对圆柱绕流尾迹流场的影响,对低雷诺数下弯曲流道内二维圆柱绕流进行数值模拟,讨论管道宽度、弯曲角度和弯曲距离对流场的影响,得到一定管道宽度下多组合弯曲角度和弯曲距离的流场特征参数及漩涡脱落特征。研究结果表明:弯管内圆柱绕流流场是弯管和圆柱之间相互作用的结果,弯曲段的存在使尾迹流场呈不对称分布;流道宽度对流场特征参数有显著影响,流道越窄,流场越复杂,圆柱前后压差越大,涡长约增长1.4倍,分离角约增大3°,圆柱后壁面会出现附壁涡;压力系数、阻力系数平均值和升力系数均方根随弯曲角度增大明显增大,在θ为90°时达到最大值;随弯曲距离增大,弯曲段对圆柱后尾迹流场的影响越来越小。     

活性粉末混凝土弯曲疲劳寿命研究

研究循环荷载对活性粉末混凝土(RPC)强度的影响,对不同掺量聚丙烯纤维的活性粉末混凝土试件,利用Instron电液伺服式疲劳试验机对其施加循环荷载,测试其疲劳寿命,并找出提高RPC弯曲疲劳强度的合适配合比.     

基于声发射技术的FRP约束混凝土圆柱抗压试验

为研究纤维增强复合材料(FRP)约束混凝土圆柱的损伤机理,进行4组FRP约束混凝土圆柱和2组无约束混凝土圆柱共18个试件的轴压试验,借助声发射技术探测试件加载全过程的损伤信号.结果表明:无约束混凝土试件破坏属于脆性破坏,而受约束混凝土试件破坏属于延性破坏.根据FRP约束混凝土圆柱的受力特点和破坏过程将其分为主动承载阶段和被动承载阶段.在此基础上,提出计算该类构件极限强度的修正公式.该公式物理意义明确,而且具有较高的计算精度.     

圆柱螺旋弹簧疲劳试验机的设计与实现

弹簧疲劳寿命是对弹簧施加周期性的变载荷,在给定的失效条件下,所试弹簧达到的最大循环次数。本试验机可用于拉伸弹簧或压缩弹簧的疲劳测试,通过拉压力传感器和位移传感器,实时保存并分析相关数据完成弹簧的疲劳试验。通过对圆柱螺旋弹簧疲劳试验机的设计,最终实现了试验样机的研制。     

内衬混凝土波折钢腹板梁抗弯性能试验研究

提出了波折腹板内衬混凝土改善连续梁负弯矩区的结构力学性能.通过两点对称加载试验研究了波折腹板内衬混凝土组合梁的弯曲性能.试验表明:与钢波折腹板梁相比,内衬混凝土可限制波折腹板梁受压翼缘的屈曲,提高组合梁的弯曲强度与延性.依据试验弯曲破坏模式与应力分布,提出了弯曲强度的计算方法,理论与试验结果相比吻合较好.试验结果与理论计算方法可为波折腹板内衬混凝土结构的设计提供参考.     

夹芯复合材料T型接头弯曲疲劳损伤机制及剩余强度试验研究

为了解夹芯复合材料T型接头在弯曲疲劳载荷作用下的损伤特征模式及剩余强度特性,以疲劳加载试验机和万能材料试验机为测试平台,开展了该型接头的弯曲疲劳试验以及疲劳加载前后的静力弯曲破坏对比试验。通过接头疲劳加载前的静力弯曲破坏试验,获取了结构初始破坏载荷并观测了损伤特征模式。试验研究结果表明,在弯曲疲劳载荷作用下,接头结构刚度呈现渐进退化特征且随疲劳载荷峰值的上升呈加速趋势,接头的疲劳损伤模式主要为水平基座夹芯板两侧简支边界位置泡沫芯材的剪切损伤,泡沫芯材力学性能的退化导致结构刚度的渐进式下降。进一步的试验结果对比分析表明,该型接头的疲劳安全峰值载荷可取为结构初始损伤载荷的70%,在疲劳安全峰值载荷范围内并经历105次弯曲疲劳循环后,接头的初始刚度和极限承载弯矩与疲劳承载前基本相当。     

玻璃钢布约束混凝土圆柱尺寸效应的研究

为研究混凝土强度对GFRP布约束混凝土圆柱尺寸效应的影响规律,用强度为C30和C40混凝土分别制作了3根GFRP布约束钢筋混凝土圆柱的试件进行试验及有限元分析,探究不同混凝土强度对轴心受压下GFRP布约束钢筋混凝土圆柱力学性能的影响规律.结果表明:混凝土强度越高,GFRP布约束钢筋混凝土柱的极限抗压强度越高,且试件尺寸越大,极限抗压强度的提高程度越大,但混凝土强度较高时,极限抗压强度提高幅度减小,试件延性变差,更容易发生脆性破坏,建议使用混凝土等级为C40.     

新型万能试验机的应用

介绍了新型万能试验机的组成结构及工作原理，与普通万能机相比，列出微机控制电液伺服万能试验机的主要性能特点及有关参数.将相同材料及尺寸的试件分别在普通万能机和电液伺服万能机上进行纯弯曲试验，试验结果充分反映出新型万能机的优良特性.     

负载下碳纤维布约束混凝土圆柱轴压应力-应变关系试验研究

通过32个碳纤维布约束混凝土圆柱的轴压试验,研究了圆柱在不同的负载水平、混凝土强度和碳纤维包裹层数下的破坏特征和力学性能,并对负载导致约束混凝土峰值点应力和应变下降的原因进行了分析.试验结果表明,负载水平的大小对于碳纤维布的约束效果有明显影响.随着负载水平的提高,第2阶段刚度、峰值点应力和应变均逐渐下降;而碳纤维包裹层数的增加,则放大了这种效应.在已有未负荷状态下碳纤维布约束混凝土的相关研究成果的基础上,根据试验结果,首次提出了考虑负载影响的第2阶段刚度、侧向膨胀系数、峰值点应力和应变的计算公式,并提出了考虑负载影响的碳纤维布约束混凝土圆柱的应力-应变关系计算模型.     

变厚度圆柱壳轴对称弯曲问题的状态空间法

以圆柱壳轴对称弯曲问题传统的求解方法为基础,引进状态变量,将控制微分方程转化为一阶微分方程组,建立了圆柱壳轴对称弯曲问题的状态空间方程.其系统矩阵具有辛矩阵的特性,可用精细积分法求该问题的高精度数值解.该方法还可方便地推广应用于弹性地基中的圆柱壳的轴对称弯曲问题,以及变厚度圆柱壳的轴对称弯曲问题;计算方法具有简捷、统一的特点,具有一定的应用价值.     

树脂混凝土弯曲蠕变性能试验研究

为了研究树脂混凝土的蠕变性能,开展了不同应力水平下的树脂混凝土弯曲蠕变试验;并应用三种蠕变变形发展模型对试验数据进行了拟合。结果表明:树脂混凝土弯曲蠕变发展符合三阶段的规律,初始阶段蠕变发展较快,第二阶段蠕变发展缓慢,试件断裂前蠕变发展突然加快并破坏;随着应力水平的增大,树脂混凝土弯曲蠕变变形发展加快。利用试验数据与模型拟合得到了模型参数,广义Kelvin十元件模型具有较好的预测性。     

聚丙烯纤维混凝土弯曲疲劳性能

将聚丙烯纤维掺入普通道路混凝土可以大幅度提高混凝土的弯曲疲劳等路用性能，并通过试验建立了聚丙烯纤维混凝土的疲劳方程。结果表明，聚丙烯纤维不但能使混凝土的强度提高，更主要的是在大应力作用下，可成倍地提高混凝土的弯曲疲劳寿命。