竹集成材钉节点抗剪性能试验研究

为研究铁钉直径和夹角对节点的破坏模式及承载力、滞回特性、刚度退化、耗能能力等性能的影响,对50个竹集成材（laminated bamboo lumber,LBL）钉节点进行单调和低周反复荷载试验. 结果表明：不同加载模式下的节点破坏模式存在明显区别. 单调荷载作用下,节点的破坏模式主要表现为铁钉“双铰”模式和钉杆下部的纤维压碎破坏. 而在低周反复荷载作用下,大部分的铁钉发生了由于反复弯曲变形所致的疲劳断裂破坏,这种破坏现象却极少发生在振动台试验和实际的地震中. 铁钉直径是影响钉节点受力性能的主要因素,节点的承载能力和刚度随铁钉直径的增加而显著提高,而夹角对节点的力学性能影响较小. LBL钉节点单调加载试件的承载力和刚度均比低周反复荷载加载试件高. 加载初期试件的荷载-位移滞回曲线形状不饱满,具有明显的“捏缩”现象. 试件的累积耗能随铁钉直径增大而增加,并随加载角度增大而减小. 研究成果可为LBL钉节点的设计提供理论依据,并加速其在土木工程领域的应用.     

缀板加强冷弯薄壁C形钢受压极限承载力研究

为研究缀板加强冷弯薄壁C形钢受压构件的受力性能,采用ANSYS软件建立其非线性有限元模型,并与试验破坏特征、极限承载力进行对比,验证建模方法的正确性. 研究缀板间距及偏心距对缀板加强冷弯薄壁C形钢在轴压及单向偏心受压作用下的极限承载力及屈曲模态的影响规律. 结果表明：随缀板间距减小,C形钢的屈曲变形由畸变屈曲逐步转为局部屈曲,轴心受压及偏心受压构件极限承载力逐渐增高;随偏心距增大,偏心受压构件的极限承载力逐渐降低;建议缀板加强冷弯薄壁C形钢轴压、偏压构件的缀板间距分别取λ/3、λ/4（λ为屈曲半波长度）. 基于缀板加强冷弯薄壁C形钢的受力特点及直接强度法,提出缀板加强冷弯薄壁C形钢构件轴压及偏压极限承载力的修正公式,并验证了公式的准确性.     

纤维编织网增强ECC夹心保温复合墙板抗弯性能

目前,夹心保温墙板已经被广泛使用在建筑保温结构中,但是墙板的饰面层通常采用普通混凝土,使得内部保温材料极易因外饰面开裂脱落而受到腐蚀.因此,选用纤维编织网增强工程水泥基复合材料（Engineered Cementitious Composites,ECC）作为饰面层,通过四点弯曲试验研究夹心保温复合墙板的抗弯性能,影响因素包括保温材料类型、保温层厚度、面层厚度、纤维编织网处理方式、有无连接件和连接件角度.结果表明：增大保温层厚度对墙板抗弯承载力和延性的影响不大,但能够提高墙板的组合程度;发泡聚苯乙烯（Expanded Polystyrene,EPS）保温板与ECC基体的黏结性能更好,墙板的组合程度也更高,但EPS自身的受力性能和刚度较差,使得墙板的承载能力较低;纤维编织网经过浸渍和浸胶黏砂处理会降低墙板的承载能力,但浸胶黏砂处理能提高ECC基体与纤维编织网的黏结从而改善墙板的延性;连接件的存在能够提高墙板的组合性能,并且减小连接件角度或者增大面板厚度有助于提升墙板的抗弯刚度、承载能力和组合性能,但会导致墙板的延性下降.最后,推导了纤维编织网增强ECC（Textile Reinforced ECC,TRE）夹心保温墙板抗弯承载力计算公式,并将计算结果与试验结果进行对比,结果表明提出的计算方法具有一定的可行性.     

原位制备核壳结构CoFe2O4@多孔碳球吸波性能研究

CoFe₂O₄具有良好的化学稳定性和磁损耗,可用于制备具有独特结构的电磁波吸收复合材料。在本研究中,通过原位制备将CoFe₂O₄磁性粒子引入中空多孔碳中,制备了具有核壳结构的CoFe₂O₄@碳空心球。本文研究了微观组织与电磁波吸收性能的关系。研究结果表明:通过构建多孔结构并调整多孔碳和CoFe₂O₄的比例,可以有效地协调磁损耗和介电损耗。CoFe₂O₄@多孔碳复合材料的最小吸收在5.8 GHz时达到?29.7 dB。此外,有效吸收带宽为3.7 GHz在厚度为2.5 mm。复合材料的微波吸收性能的提升是由于在材料引入多孔核壳结构和CoFe₂O₄磁性粒子。多孔结构与核壳结构之间的协调有利于提高复合材料衰减系数,并实现良好的阻抗匹配。同时,多孔核–壳结构增强了电磁波在多次散射和反射;并提供了大的固体–空界面和CoFe₂O₄–碳界面来诱导界面极化,增强电磁波极化损耗。此外,CoFe₂O₄磁性粒子的引入增强了自然共振、交换共振和涡流损耗的磁损耗。     

水泥混凝土桥面铺装层间黏结性能研究

研究了水泥混凝土桥面铺装层间黏结性能随温度的变化规律,同时探究了黏结层的温度性能以及直剪与斜剪剪切强度之间的关系. 对比分析了4种涂膜黏结层（SBS改性沥青、WTR改性沥青、WTR/APAO改性沥青、AMP-100二阶反应型黏结涂料）和3种改性沥青碎石黏结层（SBS改性沥青碎石、WTR改性沥青碎石、WTR/APAO改性沥青碎石）的拉拔及剪切强度差异. 采用回归分析法获得层间强度随温度的变化规律;计算不同温度下层间强度与常温（20 ℃）下层间强度的比值,用于黏结层剪切强度和拉拔强度的温度敏感性对比分析;分析不同温度下斜剪强度与直剪强度的比值关系. 结果表明：层间拉拔强度、层间剪切强度与温度均满足单指数函数关系,拟合优度R2达0.970以上. WTR/APAO改性沥青黏结层及WTR/APAO改性沥青碎石黏结层力学性能优良,在不同温度下的拉拔和剪切强度值均高于同类型黏结层. AMP-100黏结层拉拔和剪切强度对温度的敏感性最低. 建立了20~45 ℃的层间强度比值表,用于层间强度预估. 斜剪强度显著高于直剪强度,同时斜剪强度对温度的敏感性低于直剪强度,当温度处于20~45 ℃时,斜剪强度与直剪强度比值范围为1.165~2.990.     

单位分数跨集中阻尼弦本征解的结构及其性质

针对斜拉索-阻尼（器）系统,推导出阻尼（器）位于任意单位分数跨时（拉索1/n跨位置）系统超越频率方程的代数形式,根据代数基本定理讨论了系统本征解的结构,并结合4个算例分析解的性质. 结果表明：1）本征解可归为n-1个解支. 2）对于同一解支,各阶本征值实部（其相反数即单位时间对数衰减率）均相同,各阶本征值虚部（即频率）构成等差数列. 3）根据频率随阻尼系数变化的特点,解支可分为三类：第一类解支的频率均依赖于阻尼;第二类解支的频率均不受阻尼影响;第三类解支的频率随阻尼系数的不同,具有第一类解支或第二类解支的特点,即随阻尼系数的增大,频率先随阻尼系数变化,到达某一临界值后为常数.     

通过构建Li2ZnTi3O8@LiAlO2复合物来实现高性能的储锂材料

立方尖晶石结构的Li₂ZnTi₃O₈（LZTO）具有成本低和安全性高的优势,被认为是代替碳材料作为锂离子电池负极材料的理想选择。然而,Li+和Zn2+离子位于LZTO的四面体位点,在一定程度上阻碍了离子的迁移,导致LZTO电导率差,锂离子扩散系数低。LiAlO₂的包覆有效避免了电极表面与有机电解质的接触,从而减少了副反应的发生。因此,本文采用简单的高温固相法合成了Li₂ZnTi₃O₈@LiAlO₂复合材料。结果表明:LiAlO₂改性未改变LZTO的形貌和粒径,但是提高了其结构稳定性、锂离子脱嵌的可逆性和电化学活性,促进了锂离子的迁移。Li₂ZnTi₃O₈@LiAlO₂ (8wt%)在0.5 C、1 C、2 C、3 C和5 C时的充电容量分别为203.9、194.8、187.4、180.6和177.1 mAh·g?1,表现出良好的倍率性能。然而,在相同的倍率下,纯LZTO仅有134.5、109.7、89.4、79.9和72.9 mAh·g?1的容量。即使在较大的充放电倍率下,Li₂ZnTi₃O₈@LiAlO₂(8wt%)材料也表现出良好的循环性能。在5 C倍率循环150次后后,Li₂ZnTi₃O₈@LiAlO₂(8wt%)仍具有263.5/265.8 mAh·g?1的充放电容量。LiAlO₂的引入增强了LZTO材料的电子导电性,使Li₂ZnTi₃O₈@LiAlO₂复合材料具有优异的电化学性能。     

ZnO、FeO 和 Fe2O3对普通辉石基微晶玻璃中尖晶石的形成、材料微观结构和物化性能的影响

在辉石为主晶相的微晶玻璃中,常加入一定量的形核剂Cr₂O₃形成尖晶石相,进而形成了以尖晶石为核心,辉石相围绕长大的微观结构,该结构赋予了材料优良理化性能。针对该微观结构,需要对尖晶石相在玻璃基体中的生成及分布进一步研究。基于此,本研究在制备普通辉石基微晶玻璃时添加三种尖晶石形成氧化物ZnO、 FeO 和 Fe₂O₃,并探究材料中尖晶石的形成现象及微观结构的演变,并依此揭示材料理化性能及重金属固化能力的变化规律。研究发现氧化物的加入促进了初始尖晶石的大量生成,进而促进试样的整体结晶。微观结构方面,加入Fe₂O₃的试样中尖晶石尺寸较大,且产生聚集现象。而加入ZnO和FeO的试样中,尖晶石尺寸相对较小且分布均匀,试样2ZnO具有最致密的微观结构。在材料理化性能方面,ZnO和Fe₂O₃的加入提高了材料的抗折强度,其中2ZnO试样的抗折强度达到170.31 MPa。所有样品的铬浸出量（0.3–0.8 mg/L）均低于国家标准（1.5 mg/L）,具有一定的安全性。然而,FeO的加入导致了材料抗化学腐蚀性的降低,进而造成了更多铬元素的浸出。基于上述研究,在利用工业固废制备微晶玻璃时,可以考虑加入适量的含锌粉尘和污泥,提升材料力学、理化性能的同时,保证材料的使用安全性。     

一种含5-硝基间苯二甲酸和菲咯啉配体的超分子化合物：结构表征，光致发光和电化学性能

采用水热法合成了含混合配体的铜配合物[CuClPhen]⁺·[HL]^-·2H₂O（HL=5-硝基间苯二甲酸,Phen=1,10-菲咯啉）,其结构由单晶X射线晶体学确定。标题化合物在三斜空间群P-1的晶体化合物。标题化合物的晶体数据：C₃₂H₂₄ClN₅CuO₈,M_r = 704.54,a = 10.4044(5),b = 12.3912(9),c = 12.4632(9)Å,α = 73.859(6),β = 85.036(5),γ = 78.202(5)^°,V = 1510.09(17) ų,Z = 2, T = 293(2) K,D_c = 1.549 g/cm³,μ(MoKα) = 0.874 mm^-1,F(000) = 720.0,R = 0.0554,wR = 0.1434,GOF = 1.098。当用作超级电容器电极材料时,所制备的配合物具有高比电容、良好的循环稳定性和优良的倍率性能。在1mol/L KOH溶液中,最大比电容可达到69 F/g。在2 A/g电流密度下,10000次循环后比电容保持率为72%。标题化合物是一种潜在的红色光致发光材料。