冻融、疲劳及两者耦合作用下BFRP片材力学性能退化规律试验研究

通过对包含不同层数玄武岩纤维(BFRP)布片材试件进行冻融循环试验、疲劳试验以及后续静力拉伸试验,分析考察了冻融、疲劳及两者耦合作用后,试件弹性模量、抗拉强度和破坏应变变化规律,并探究了不同作用工况引起试件力学性能退化作用机制,结果表明：随冻融循环次数、疲劳次数以及耦合循环次数增加,试件抗拉强度和破坏应变整体均呈下降趋势,但弹性模量变化未呈现显著规律性,不同工况作用后弹性模量变化幅度均不超过3.8%;随包含BFRP布层数增多,试件抗拉强度和破坏应变降低幅度呈增加趋势,原因主要是试件包含纤维层数越多,纤维丝束及其粘结界面存在初始缺陷就越多;通过分析微观形貌发现,冻融与疲劳耦合作用后试件同时兼具断丝与粘结界面纵向开裂损伤特征,这使得耦合作用导致损伤均大于其中单一因素作用;冻融与疲劳耦合作用下,包含2、3和4层BFRP布试件抗拉强度分别退化5.2%～11.9%、1.8%～13.4%和7.7%～20.2%,其破坏应变分别降低5.0%～10.5%、5.2%～15.2%和7.9%～17.8%;相比疲劳,冻融循环引起试件损伤较明显时,耦合作用放大效应也会更为显著,此时冻融与疲劳耦合作用对试件力学性能...     

钢纤维增强聚合物改性混凝土的疲劳损伤行为

对钢纤维增强聚合物改性混凝土这种新材料的弯曲疲劳损伤特性进行了试验和理论研究,并且和钢纤维增强混凝土进行了对比.通过合理定义损伤变量,由试验测定了新材料和钢纤维增强混凝土的疲劳损伤及其演化规律;根据疲劳累积损伤理论,提出了新形式的疲劳损伤演化方程,与试验结果对比,该方程能较好地反映新材料的损伤演化规律.对两种混凝土材料在相同加载应力水平下的疲劳损伤演化行为进行了比较,结果表明钢纤维增强聚合物改性混凝土比钢纤维增强混凝土具有更好的抗疲劳性能.     

相同条件下大样本沥青混合料的疲劳性能

采用一个沥青混合料小梁试件大样本,在相同条件下进行了应变控制疲劳试验研究,分析了沥青混合料试件疲劳寿命、初始模量和累计耗散能的分布规律,探讨了疲劳寿命与初始模量和累计耗散能的关系,以及疲劳寿命、初始模量和累计耗散能与试件空隙率之间的关系.试验结果表明:应变控制疲劳寿命数据的离散性大;沥青混合料的疲劳寿命、累计耗散能和初始模量呈三参数W eibull分布和对数三参数W eibull分布,三参数W eibull分布可以用于分析沥青混合料的疲劳数据;相同条件下,试件的疲劳寿命与初始模量数据线性和对数线性负相关,与累积耗散能数据呈现非常良好的线性正相关,疲劳寿命对数和累积耗散能对数与空隙率负相关性较好;初始模量与空隙率的相关性不明显.文中的研究结果验证和揭示了沥青混合料的应变控制疲劳破坏规律.     

眼睛疲劳可防可治

自从人类有了文明,尤其是创造了文字以后,眼睛疲劳这病魔也就悄悄降临人间,它困扰着众多的知识分子和从事精细目力工作的人。虽然它是一个已有几千年历史的古老疾病,但人们重视它、研究它,却是最近几年的事。 眼睛疲劳大都在使用近视力劳动(写作、打字、绘图、刺绣……)之后出现。轻者,自感用眼后眼睛不适,眼眶周围疼痛、酸胀,视物模糊,眼皮内有干灼感,怕光,流泪及复视等;重者,有明显眼痛、头痛、眩晕、恶心、呕吐、肩颈酸痛、面色苍白、心动过缓及夜盗汗等全身症状,并可     

基于应力监测的钢-UHPC组合桥面和环氧沥青钢桥面疲劳性能对比

为评估不同桥面加固方案对正交异性桥面板疲劳性能的改善情况,对比了钢-UHPC组合桥面和环氧沥青桥面铺装的桥梁疲劳性能.基于连续一周的应力时程数据,采用线性累积损伤准则计算了各疲劳易损细节的最大应力幅、等效应力幅和疲劳剩余寿命.建立有限元模型,对2种方案加固后的桥面刚度进行了定量对比,分析了车流量及温度变化对疲劳易损细节...     

有机玻璃自然老化和人工老化疲劳寿命的当量关系

根据有机玻璃人工加速老化的机理与自然老化的机理保持一致的原则,导出有机玻璃在应力作用下,其疲劳寿命与所接受的太阳紫外总辐射量及作用在其上应力之间的关系式;将该关系式应用于工程上,大大减少老化试验次数.将自然老化后与未老化的有机玻璃的疲劳强度进行比较,建立其疲劳强度下降率的变化规律关系式,可以估算在不同自然老化时期和在不同疲劳寿命下的疲劳强度下降率或疲劳强度.     

超高性能混凝土组合桥面板集群化短焊钉抗疲劳特性

进行4个单钉和2个群钉疲劳推出试验,将短焊钉疲劳寿命与国内外规范中的焊钉S-N曲线进行比较,并结合塑性损伤有限元模型展开分析。结果表明：短焊钉疲劳破坏表现为根部剪断和周围超高性能混凝土（UHPC）局部压溃;集群化短焊钉疲劳寿命较单钉减少26.9%,在疲劳加载过程中抗剪刚度退化显著快于单钉,当加载次数达到疲劳寿命的12.0%附近时,抗剪刚度比减小至16%左右;AASHTO规范有较大的安全储备,相比之下日本规范（JSCE）与试验结果最为接近,安全富余较少。此外,疲劳荷载下集群化短焊钉根部循环应变幅大于单钉,而且周边UHPC的塑性损伤累积分布更大。     

纯钛BT1-0低周疲劳损伤机理的研究

在室温拉-扭载荷下研究了纯钛BT1-0低周疲劳循环变形的宏观特性,结果显示材料的循环变形行为与应变幅值有关,遵循Coffin-Manson关系.通过透射电镜观察了在低周疲劳过程中位错组态,TEM观察表明:材料在比例载荷的损伤变形为滑移位错;在非比例载荷形成了孪晶结构,孪晶形态和尺寸与相位角相关.分析了该材料在低周疲劳损伤的微观行为.     

风力发电机塔筒法兰高强度螺栓疲劳强度分析

以风力发电机塔筒法兰高强度螺栓为研究对象,考虑外载对疲劳损伤的影响,建立风力发电机塔筒法兰高强度螺栓疲劳强度分析的方法.首先,以连接截面受力状况作为损伤参量,借助塔筒等效模型确定最大受载截面;其次,采用Schmidt-Neuper算法获得塔筒任意扇面所受外载,并基于有限元模型研究外载与高强度螺栓内应力的关系,建立高强度螺栓疲劳损伤分布模型;最后,考虑预紧力的影响,对比研究不同螺栓预紧力疲劳累积损伤值,确定最优螺栓预紧力.结果表明,整圈法兰螺栓疲劳累积损伤最大位置为-4.17°和175.87°,预紧力比例为70%时螺栓预紧力最为合适.     

结构系统可靠性分析的发生函数法

发生函数法是多状态系统性能评估的重要工具. 本文在结构系统强度可靠性分析中引入并发展发生函数法, 分别构造描述强度(抗力)、应力(载荷)、安全裕度、疲劳寿命等概率分布的发生函数, 定义各类发生函数之间的复合算子及相应的性能结构关系, 实现静定、静不定结构系统静强度可靠性和结构系统疲劳强度可靠性的建模. 在发生函数的复合运算中, 通过同类项合并、近似项合并技术缩减计算量以提高效率. 理论分析和数值算例表明: 发生函数形式统一、表达简洁、宜编程、通用性强, 适用于具有多层次结构的系统概率建模. 新方法充分考虑了结构元件之间因孪生载荷而引发的失效相关性, 可为存在多模式损伤耦合的土木工程结构、机械装备系统静、动强度可靠性分析提供理论参考及有效工具.