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通过预埋石英砂,制备了复合材料层压板分层缺陷试样。采用注射修补法对分层缺陷试样进行了修补。使用电钻在缺陷试样单侧打注胶孔,通过注胶孔将DG-8胶黏剂注入缺陷区域,利用热补仪将注胶后的试样固化。对修补后的试样进行了无损检测、力学性能测试和微观结构分析。结果表明,修补后的试样拉伸和压缩强度恢复率均达85%以上,试样修补区的DG-8胶黏剂固化良好。

玻璃纤维增强复合材料(FRP)具有轻质、高强、减震、耐腐蚀等优良特性,已广泛应用于特殊环境中的桥梁工程。本文以FRP拉挤型材为主材料设计了一座跨度为10+10m的人行天桥,并采用有限元方法分别校核其受基本载荷、自由振动、地震冲击载荷时的力学响应。计算结果表明,该桥梁重量较小,具有较高的安全裕度和较自振频率,可有效缩短现场的施工周期。本文的分析结果对于FRP桥梁的设计具有一定的工程指导意义。
在研究无熟料钢渣水泥特性和性的基础上,重点研究了由无熟料钢渣水泥制备的水泥稳定再生集料的力学性能和耐久性.研究表明,采用无熟料钢渣水泥可以提高水泥稳定再生集料的延时强度,以确保水泥稳定碎石的施工质量.结合试点工程应用介绍了无熟料钢渣水泥在水泥稳定再生集料中的应用效果.

通过大量室内试验,以高温、疲劳和抗水损害性能作为主要检测项目,分别从3个方面评价沥青混合料摊铺等待时间对其性能的影响,并通过灰关联分析法给出了沥青混合料的摊铺等待时间推荐值.结果表明:当摊铺等待时间小于30min时,沥青混合料性能无变化;当灰关联综合性能下降至80%时,其摊铺等待时间长,可达80min.这种方法可用于沥青的研发和工程实践的评判.
通过快速氯离子扩散试验测试了不同矿物掺和料高性能混凝土和普通混凝土的电通量,分析计算了氯离子扩散系数和钢筋锈蚀的临界氯离子浓度;利用边界元法计算了普通混凝土和高性能混凝土的服役寿命.结果表明:基于边界元法的氯离子扩散场计算长度理论及数值分析模型能很好预测混凝土的服役寿命.三掺粉煤灰、硅灰和矿渣高性能混凝土其耐久性优于单掺粉煤灰高性能混凝土,具有抗氯离子扩散能力.

通过碾铆连接和螺栓连接对复合材料-铝合金进行了连接实验,对两种连接方式的接头进行了静拉伸测试,对比分析了有无垫片和是否粘接两种因素对接头连接强度和能量收的影响。结果表明:添加垫圈后,两种接头的峰值载荷趋于一致,但螺栓连接接头的失效位移高于碾铆连接接头,且其能量收值比碾铆连接接头高16.29%,有更强的缓冲震能力;引入粘接对两种接头的抗拉伸强度影响不大,螺栓连接失效的峰值载荷略高于碾铆连接,两种接头的失效位移和能量收基本相同。
随着热固性树脂基复合材料的应用越来越广泛,其废弃物也越来越多,废弃物的资源化再利用成为产业界与社会面临的新问题。对热固性树脂基复合材料的资源化再利用进展进行了综述。先概述了物理回收法与能量回收法,并对化学回收法进行了重点介绍;然后列举并总结了热固性树脂基复合材料废弃物在、汽车、休闲、建筑等领域的再利用现状;后,总结了该领域目前所存在的问题,并提出了应采取的对策。
通过研究玻璃纤维-铝合金层合板在盐雾环境下不同老化周期后的力学性能及复合材料层红外光谱,分析了层合板在盐雾老化条件下的性能变化。在加速盐雾老化条件下,树脂基体发生了降解,树脂-纤维界面及表面铝合金发生腐蚀破坏,随老化时间的延长,0°及90°层合板的拉伸、压缩及面内剪切强度均呈现出明显的下降趋势,90°层合板内部受到的损伤更为严重,盐雾环境会降低层合板内热固性树脂基体的交联程度,并破坏树脂-纤维及树脂-铝合金的界面,影响应力在玻璃纤维-铝合金层合板层间的传递,使材料力学性能发生衰减。
分别对有无面漆的膨胀型防火涂层保护的钢板试件进行了火灾试验,并对有无面漆的膨胀型防火涂层的膨胀率和等效导热系数进行了对比分析.将钢构件温度为400~600℃时涂层导热系数的平均值作为等效导热系数,并用之来评价有无面漆的膨胀型防火涂层的隔热性能.结果表明:面漆使膨胀型防火涂层的膨胀率降低了30%左右;无论有无面漆,膨胀型防火涂层的等效导热系数都与涂层干膜厚度呈线性关系,有面漆的膨胀型防火涂层等效导热系数比相同厚度的无面漆膨胀型防火涂层等效导热系数增大了30%~70%.
研究了不同应变率下CRTSⅠ型板式无砟轨道水泥化沥青砂浆单轴抗压特性.结果表明:在一定应变率范围内,CRTSⅠ型板式无砟轨道水泥化沥青砂浆抗压强度、应力应变和性模量均与应变率变化有一定的关系;CRTSⅠ型板式无砟轨道水泥化沥青砂浆力学性能的应变率敏感性大于同准静态条件的混凝土,且具有冲击韧性,其性模量的应变率敏感性有利于列车运行的稳定性.
利用步进扫描X射线衍射和环境扫描电子显微分析方法研究了掺1%(质量分数)纤维素对水泥水化72 h内钙石、氢氧化钙以及C-S-H凝胶等主要水化产物的影响.结果表明:纤维素对钙石、氢氧化钙和C-S-H凝胶的生成具有显著影响,使它们的生成时间延迟约3 h;纤维素对钙矾石生成量没有影响,但可延缓钙矾石转变;纤维素降低了氢氧化钙和C-S-H凝胶的生成量,增强了Ca(OH)2晶体的择优取向,改变了C-S-H凝胶的尺寸.
采用分离式霍普金森压杆装置对橡胶颗粒体积分数为0%～20%的橡胶混凝土进行多应变率动态力学性能试验研究,得到同一类试件在4种应变率下的应力-应变曲线.结果表明,橡胶混凝土是应变率敏感材料,其峰值应力、极限应变表现出显著的应变率强化效应.对于同一橡胶颗粒掺量,橡胶混凝土的增应随着应变率的增大而增强.对于同一应变率水平,橡胶混凝土的变形能力随橡胶掺量的增加而增强.从破坏形态来看,橡胶混凝土的抗冲击性能明显优于普通混凝土.
相变储能石膏板导热系数的测试多采用单一的非稳态测试方法,为更好表征相变储能石膏板导热系数的变化规律,分别采用稳态测试方法(防护热板法)和非稳态测试方法研究了相同配合比相变储能石膏板的导热系数.分析比较发现:随着相变材料掺量的增大,石膏基相变储能构件的导热系数降低;2种测试方法均能反映相变储能石膏板导热系数的变化规律,初始温度在相变温度区间时,试件的导热系数值;非稳态测试得到的导热系数值较大.
为了研究SBS改性沥青的温度敏感性,采用镇海基质沥青、星型SBS4303和SBS401、线型SBS1192和SBS503制备了6种SBS改性沥青.由针入度试验和动态剪切流变试验(DSR),得出各沥青不同温度下的针入度值、黏度值、针入度指数PI和黏温指数VTS,并分析了改性剂种类和改性剂剂量对SBS改性沥青PI和VTS的影响.结果表明,VTS比PI更能客观反映SBS改性沥青的温度敏感性,建议采用lg(lgη)-lgTK的开氏温标回归方法得到的VTS作为SBS改性沥青感温性指标比较适宜.
纤维变角度牵引铺缝技术(VAT技术)是一种新颖的先进纤维铺放技术,能够实现复合材料层合板单层面内纤维角度的连续变化,充分发挥纤维材料优异的力学性能。简要介绍了VAT技术的基本概念以及曲线纤维路径的定义,重点概括了VAT技术中几种常用的纤维轨迹优化方法,并结合目前的现状对VAT技术的应用与前景进行了分析与展望。
以大型商用有限元软件ABAQUS为计算平台,基于等参梯度单元法的思想,建立功能梯度材料结构的有限元分析模型,进行有限元计算分析。数值算例表明,等参梯度有限单元法的应力和位移计算结果均与解析解吻合得很好。根据设计组分材料Y-TZP性模量的三种工况,讨论了性模量梯度系数对有限元计算结果的影响。通过有限元网格加密的数值算例,发现等参梯度有限单元法具有精度高和收敛快的特点。