弹丸侵彻钢纤维混凝土数值模拟

为了对弹丸侵彻钢纤维混凝土问题进行数值模拟研究,在有限元计算中引入了Holmquist-Johnson-Cook累积损伤材料模型以描述钢纤维混凝土的非线性变形及断裂特性,弹丸作为刚体处理.侵彻深度计算结果与在φ14.5 mm弹道炮上所获得的试验结果相吻合,并很好地模拟了在侵彻过程中钢纤维混凝土靶的成坑、层裂现象.在此基础上分析了钢纤维混凝土这种新型复合材料抗侵彻性能的影响因素.计算结果表明,HJC本构模型用来描述钢纤维混凝土的侵彻问题是可行和有效的.     

穿水冷却对GCr15轴承钢组织和力学性能的影响

通过4种穿水冷却工艺生产20mm热轧GCr15轴承钢棒材,研究了穿水冷却对热轧及球化退火、淬回火热处理后轴承钢组织和力学性能的影响.结果表明:终轧前后均采用穿水冷却,控制终轧温度在800~860℃,上冷床返红温度为620℃,能明显降低先共析碳化物及珠光体相变温度,减小热轧轴承钢中先共析碳化物厚度、连续度及珠光体片层、球团大小.退火及回火组织中碳化物厚度减小,均匀性增加,防止了粗大未溶网状碳化物的遗传.热轧及热处理后轴承钢抗拉强度及面缩率均增强.     

钢-玄武岩混杂纤维道面混凝土力学性能试验研究

结合道面混凝土的使用特点及要求,为提高道面混凝土的基本力学性能,对钢-玄武岩混杂纤维道面混凝土(steel-basalt hybrid fibers reinforced pavement concrete,简称SBHFRPC)的工作性及基本力学性能进行了比较系统的试验研究。试验通过对比分析研究了钢纤维以0.9%、1.2%、1.5%、1.8%四种体积掺率和玄武岩纤维以0.05%、0.10%、0.15%三种体积掺率相互混杂对机场道面混凝土抗折、抗压强度性能的影响规律,同时,对钢-玄武岩混杂纤维机场道面混凝土的基本力学增强机理进行了一定的分析。试验结果表明:混杂纤维对道面混凝土有较好的力学增强性能,在钢纤维掺量为1.5%,玄武岩纤维掺量为0.10%时达到最佳。     

随焊氩气激冷控制铝/钢薄板焊接应力与变形数值模拟

采用有限元分析软件ANSYS,对不同焊接工艺条件下铝/钢异种金属薄板对接熔钎焊接过程进行数值模拟,建立了TIG电弧热源与氩气冷源模型,将常规焊接和随焊氩气激冷焊接的残余应力与变形进行对比分析,研究发现:随焊氩气激冷技术可使焊接纵向残余应力和变形分别降低32.8%和48.1%。为了验证数值模拟结果的准确性,进行了铝/钢异种金属薄板熔钎焊试验,将温度场与应力场的模拟值与试验值进行对比,结果显示两者吻合较好,表明随焊氩气激冷技术可有效控制铝/钢薄板焊接残余应力与变形。     

基于正交设计的陶瓷再生混凝土配合比试验

为提高废旧陶瓷的再生利用率,将陶瓷颗粒与陶瓷粉作为再生混凝土骨料与掺合料进行再生利用.运用正交设计的试验方法,以陶瓷粉、陶瓷颗粒、再生细骨料、粉煤灰、硅灰为5因素,每个因素设置4个水平,共设计16组配合比方案,进行抗压、导热等试验,得到陶瓷再生混凝土的强度、导热系数等物理力学参数,并寻找出最优配合比.试验结果表明最佳配合比为:陶瓷粉的质量分数为10%,陶瓷颗粒的质量分数为20%,再生细骨料的质量分数为40%,粉煤灰的质量分数为15%,硅灰的质量分数为5%.     

基于超声检测的废弃纤维再生混凝土弹性模量试验研究

为研究长期持荷损伤后再生骨料取代率和废弃纤维掺入对再生混凝土弹性模量的影响规律,制备了再生骨料取代率为0、50%、100%,废弃纤维体积掺入量为0.08%的废弃纤维再生混凝土试件,进行了混凝土标准弹性模量试验和超声波无损检测试验。结果表明：弹性模量与超声波速呈线性正相关,在宏观尺度上表现为抵抗弹性变形的能力减小,在细观尺度上表现为混凝土和再生混凝土中界面强度降低。纤维的桥接作用可以阻断微裂缝的开展抑制废弃纤维再生混凝土内部损伤的演化,从而提高了再生混凝土的弹性模量。超声波速随着应力水平和时间的增加而减小。采用中国、美国、欧洲规范计算废弃纤维再生混凝土弹性模量,中国规范《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)和欧洲规范《混凝土结构设计》(BS EN 1992-1-1—2004)计算值与超声检测值相差0.9%～8.4%和0.3%～12%,超声波无损检测法可进行长期损伤后的再生混凝土和废弃纤维再生混凝土弹性模量的定量分析。     

基于可靠度的锈蚀钢筋混凝土结构使用寿命预测

在役结构能否继续安全使用已成为结构工程师和管理决策者日益关心的重要问题.针对一般大气环境下的锈蚀钢筋混凝土结构,提出了基于结构性能的使用寿命预测模型.该模型包括4个阶段,即钢筋开始锈蚀阶段、混凝土锈胀开裂阶段、构件适用性达到容许程度所经历的阶段以及构件承载力达到最小可接受程度所经历的阶段.根据实测的结构响应,采用可靠度方法确定了在役结构使用寿命的每个时段.该方法可用于在役钢筋混凝土结构剩余使用寿命评估及其维修加固决策.     

泥石粉对人工砂混凝土工作性及力学性能的影响

利用亚甲蓝试验和比表面积试验测试泥石粉中泥粉的含量及特性.采用最少浆体理论设计人工砂混凝土配合比,测试泥石粉掺量变化对人工砂混凝土工作性及力学性能的影响.研究表明:含有一定量非膨胀性泥粉的泥石粉可以作为人工砂混凝土的掺合料;适量的泥石粉有利于改善人工砂混凝土的工作性;随着泥石粉掺量增大,人工砂混凝土的抗压强度、轴压强度、劈拉强度及弹性模量均逐渐增大,掺入过多的泥石粉会使人工砂混凝土力学性能有所下降.在人工砂混凝土中掺入泥石粉可以减少水泥用量,降低人工砂混凝土成本,并有利于保护环境.     

钢管混凝土结构构件耐撞性能的试验研究

为研究钢管混凝土结构构件的耐撞性能,采用落锤式冲击试验方法对其抗侧向冲击性能及破坏特征进行研究.获得钢管混凝土试件在不同冲击能量下冲击力时程曲线和试件的最大侧向位移,并分析了试件破坏形态及特征.实验结果表明:管壁厚度一定时,冲击力时程曲线经历3个阶段:迅速加载、平台值和卸载;随着冲击能量的增加,试件的侧向挠度增大;当钢管混凝土受到侧向冲力时,构件有明显的屈服现象;冲击能量越大构件的动力响应越明显.表明钢管混凝土构件具有良好的抗冲击性能.     

氧化石墨烯/微胶囊混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究

为解决西北地区输变电工程对于混凝土材料耐久性和导电性的特殊需求,以硅酸钠和膨润土作为囊芯、乙基纤维素作为囊壁,物理法合成微胶囊。外掺氧化后石墨烯充当导电介质,制备混凝土复合材料标准试件。随后对试样进行硫酸盐浸泡和干湿循环试验,分析了硫酸盐侵蚀后混凝土的表观特征、质量损失率和力学性能。结果表明:微胶囊的加入显著提高了抗硫酸盐性和自愈性,含有乙基纤维素包封的胶囊混凝土表现出良好的抗硫酸盐性和自愈性。