多界面复合锚杆荷载传递机制的数值模拟

采用Abaqus对复合锚杆拉拔试验进行模拟,针对复合锚杆的破坏形式多为界面破坏,应用改进的Cohesive单元对复合锚杆4种界面材料进行模拟,并建立轴对称弹塑性有限元模型对复合锚杆的拉拔试验进行分析.研究成果主要包括:①钢绞线轴向应力及界面剪应力均服从指数分布,且随着荷载的增大,锚杆近端的握裹力被克服,剪应力峰值向后转移.②南竹-复合材料、南竹-水泥砂浆界面剪应力峰值随着主控面剪应力峰值的转移而转移.③南竹管材受周围刚度较大的复合材料及水泥砂浆的约束,其轴向应力峰值分布在南竹的中部.④水泥砂浆-土体界面因边界条件不同于其他界面,其剪应力沿锚杆轴向从近端至远端不断增大.数值模拟结果与现场试验测量结果符合较好,验证了该数值方法的有效性.     

仿生纳米材料对沥青与集料界面黏附性的影响研究

<正>随着我国交通量的不断增长,许多高速公路出现了早期破坏现象,尤其是在水的作用下沥青与集料之间的黏结力较弱导致的界面破坏,加剧了车辙、疲劳裂缝、松散和坑槽等路面病害的出现。因此,从不同的角度和材料方面认识并提高沥青与集料之间的黏结力具有重要意义。一、研究的可行性分析仿生学是指模仿生物建造技术装置的科学,是在20世纪中期才出现的一门边缘科学。仿生学主要研究生物体的结构、功能和     

砂土与土工合成材料拉拔试验分析

利用大型拉拔设备,结合数码可视化跟踪技术和土体变形无标点量测技术,进行砂土与土工合成材料拉拔试验,分析不同法向压力、格栅嵌固长度和格栅类型对拉拔特性的影响.以数码可视化跟踪技术跟踪拍摄砂土与土工合成材料界面的相互作用过程,并分析力格栅拉拔过程中砂土接触位移的规律.分析结果表明,在低法向压力下拉拔阻力较快达到峰值,拉拔曲...     

垂直旋转圆盘边缘液体滑移率及液柱形态

旋转圆盘表面液体与壁面之间存在切向相对滑移,液体的转速并不等于圆盘转速.利用高速摄影拍摄圆盘边缘液体形态,用软件Image J测量了液体的滑移率及液体头液滴与液柱的直径比.分析发现,垂直旋转圆盘不同区域的液体滑移率不同,随转速增加,各区域滑移率趋向相同,为10％～13％.圆盘表面的波动、边缘液体的形态会影响液体滑移率的...     

含LaPO4 界面相的氧化铝纤维增强陶瓷基透波复合材料的制备和性能研究

氧化铝纤维增强陶瓷基复合材料具有力学性能好、高温抗氧化、耐腐蚀、介电性能优异等特点,可用做于天线罩耐高温透波功能材料。以氧化铝纤维为增强体,以氧化铝浆料、莫来石溶胶为基体,磷酸镧作为界面层材料,制备出了氧化铝纤维增强陶瓷基复合材料,并对复合材料在室温以及1 200℃的拉伸强度进行表征,同时通过扫描电镜观察其破坏规律。结果表明:引入LaPO4 界面相的复合材料,室温下的拉伸强度为148.3 MPa,1 200 ℃下的拉伸强度为129.6 MPa, 与无界面相复合材料拉伸强度相比分别提高了20.1%和24.9%。无界面相的氧化铝纤维增强陶瓷基复合材料断口平整,呈现脆性断裂,存在LaPO4 界面相的氧化铝纤维增强陶瓷基复合材料断口有大量纤维拔出,表现出韧性断裂特征。含有LaPO4 界面的复合材料在10 GHz、常温下介电常数均值为5.77,介电损耗为0.001 8。在1 300 ℃下材料的介电常数均值为6.18,介电损耗为0.002 0。相对于常温条件,介电常数和介电损耗的变化率分别为7.10%和11.1%,满足变化率小于15%的要求,有望用于透波复合材料领域。     

多相间跨原子光谱学与接触电致催化学

接触起电(contact electrification, CE)或摩擦起电(triboelectrification)是两种材料之间通过物理接触产生电荷的现象.本文将介绍基于接触起电过程中电子转移原理的两个新兴领域——接触起电诱导的界面光谱学(contact electrification induced interface spectroscopy, CEIIS)和接触电致催化学(contact-electro-catalysis, CEC). CEIIS是两种材料在接触起电过程中所产生的特征辐射.这种特征光谱传递了有关界面上能量结构的大量信息,开启了一种与界面接触起电相对应的光谱学.接触电致催化学(CEC)是利用机械振动,在接触起电过程中惰性介质之间产生电子转移,从而直接发生催化反应,而无需使用常规催化剂.这种新的催化原理不仅扩大了催化材料的选择范围,而且开创了一个新的催化领域.     

马氏体相变界面的孤立子特性

运用Peyrard的一维非线性原子链的孤立子模型,讨论了马氏体相界面的运动.在Sine-Gorden势场下,导出相界面宽度,并求得相界面能量,得出其能量随着界面迁动速率增大而增大,从而表明了相变驱动力大的马氏体生长得快.进一步计算出界面的动量及有效质量.最后讨论了界面在外力及阻尼情况下的运动,得出界面的一般运动方程.     

钛-钢复合板中Ni夹层对界面结合强度的影响

为了提高钛-钢复合板界面结合强度,本文提出在钛-钢之间加入Ni箔作为过渡层,采用真空轧制方法制备TA1-Ni-Q235复合板,研究了Ni中间层厚度及轧制温度对复合板组织及结合强度的影响。实验结果表明,Ni中间层可有效阻止Ti-Fe和TiC化合物生成,随着Ni中间层厚度增加,阻止C元素扩散作用加强,界面结合强度提高;随着轧制压下率的增加,界面结合强度提高;随着轧制温度的提高,界面化合物层厚度增加,界面结合强度下降,其中,Ti-Ni界面处形成Ti₂Ni和TiNi化合物。     

多分散高分子固液界面吸附构型的Monte Carlo模拟

在格子模型基础上用M onte Carlo方法模拟研究了多分散高分子在固液界面的吸附行为,重点考察了平均分布和正态分布两种不同链长分布形式的高分子在固液界面吸附构型的分布规律。发现高分子不同的链长分布形式,对高分子吸附构型的性质影响较大。正态分布的高分子体系中高分子的3种吸附构型(T ails,Loops和T rains)的浓度和数目比相同条件下平均分布的高分子体系内要低得多。特别是当高分子链节吸附能较低时,两者的差别非常大。平均分布的高分子体系高分子吸附构型对温度和高分子总链节浓度的变化更加敏感。T ails构型由于受到高分子链节热运动以及吸附层压缩作用的影响,在高温或高吸附作用能下,其密度分布表现出和其他两种吸附构型完全不同的形式。温度、高分子链节吸附作用能以及高分子总链节浓度对3种吸附构型的影响和单分散体系趋势一致,但是存在着定量的差别。     

聚乙烯醇(PVA)纤维增强水泥基复合材料单纤维拔出细观机理研究

目的 探索聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVA-ECC)高韧性、应变硬化宏观力学行为的细观机理,为其材料特性设计奠定理论基础。方法 基于黏聚力单元和非线性弹簧连接器,建立单PVA纤维/水泥基体的ABAQUS有限元模型,对单PVA纤维拔出水泥基体的全过程进行数值模拟分析。结果 PVA-ECC单纤维拉拔力-拉拔位移曲线可细分为线弹性阶段、连续脱黏阶段、整体滑移阶段、机械咬合硬化阶段和纤维磨损断裂阶段;纤维与水泥基体之间的传力机制包括剪滞切应力和机械咬合力;随着拉拔力的增加,机械咬合力逐渐成为主要传力机制。结论 水泥基体与纤维之间的机械咬合作用以及纤维表面的磨损是导致纤维断裂的根本原因,通过对纤维表面进行适当处理,可以降低水泥基体在机械咬合硬化阶段对纤维表面的磨损,使纤维断裂模式转变为纤维拔出模式,以更好地控制水泥基体的微裂纹失稳扩展,从而进一步提高PVA-ECC的韧性。