螺旋扭状增强材料粘结锚固拔出试验的数理分析

在对螺旋扭状材料粘结锚固性能进行系统试验、测试基础上,用数理分析方法对螺旋扭增强效应的发生机理进行剖析与量化研究。通过力学分析、数学建模,分阶段研究了螺旋扭增强材料在拉拔过程中荷载力与滑移量的关系,并建立和推导了相应的本构关系计算公式,形成了完整的预测模型系统;预测曲线与试验曲线相对比,得到基本吻合的效果。由此不仅深化了对螺旋效应机制的理论认识,而且也为现有螺旋扭材料的材料性能、几何外形参数的优化以及新型结构材料设计研制提供理论依据。     

冷轧扭钢筋粘结锚固性能的试验研究

本文通过大量的冷轧扭钢筋粘结锚固的拉拔试验，较详细地分析了冷轧扭钢筋的粘结锚固机理、影响粘结锚固的主要因素，在统计分析的基础上给出了冷轧扭钢筋各种粘结强度特征值的计算公式，推导出冷轧扭钢筋的临界锚固长度计算公式，并通过１７根梁式锚固试验进行验证，最后在可靠度分析的基础上提出了冷轧扭钢筋混凝土构件粘结锚固长度的设计建议，为编制国家标准《冷轧扭钢筋混凝土构件技术规程》提供了依据。     

冷轧扭钢筋粘结锚固性能的试验研究

本文通过大量的冷轧扭钢筋粘结锚固的拉拔试验，较详细地分析了冷轧所钢筋中结锚固机理，影响粘结锚固的主要因素，在统计分析的基础上给出了冷轧扭钢筋各种粘结强度特征值的计算公式，推导出冷轧扭钢筋的临界锚固长度计算公式，并通过１７根梁工锚固试验进行验证，最后在可靠度分析的基础上提出了冷轧扭钢筋混凝土构件粘结锚固长度的设计建议，为编制国家标准《冷轧扭钢筋混凝土构件技术规程》提供了依据。     

预应力螺旋钢筋粘结锚固性能的试验研究

通过对54个预应力螺旋钢筋（简称PC钢棒）粘结锚固试件的拉拔试验,分析了PC钢棒的粘结锚固特点和影响粘结强度的主要因素,在统计回归的基础上给出了粘结强度的计算公式,并根据现行《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）提出PC钢棒的锚固长度计算公式．     

预制混凝土预留孔灌浆钢筋粘结性能梁式试验研究

通过考虑钢筋直径、混凝土强度、灌浆料强度、钢筋锚固长度以及螺旋箍筋的配箍率5个影响因素,共设计了33个梁式试件来研究混凝土预留孔灌浆钢筋的粘结锚固性能。结果表明:试件发生了钢筋屈服和粘结破坏两类破坏形式,其中,采用C50与C60灌浆料、锚固长度为5倍钢筋直径的梁式试件均发生了粘结破坏,其余试件均为钢筋屈服破坏;钢筋直径越小、灌浆料强度越高、螺旋箍筋配箍率越高、钢筋锚固长度越长、混凝土强度越高,钢筋的粘结锚固性能越好。此外,根据试验结果拟合得到了预制混凝土预留孔灌浆钢筋极限粘结强度的经验公式,与实测结果的误差约为4.7%,吻合良好。     

粘贴片材加固中的局部粘结锚固破坏研究

粘钢加固或纤维增强材料加固钢筋混凝土结构构件是一种广泛采用的技术,用于改造或增强现存的损伤或强度不足的结构构件.加固构件常发生局部粘结锚固破坏,着重研究局部粘结锚固破坏机理及影响因素,并采取桁架机制和梁机制导出粘贴片材的合理锚固长度.     

混凝土结构后锚固群锚的抗剪承载力试验

目的 研究锚栓边距和间距的变化对混凝土结构后锚固群锚抗剪性能的影响.方法 通过后锚固4根锚栓的4个试件,对混凝土结构后锚固的群锚抗剪承载力和群锚试件的破坏模式进行研究,考虑了锚栓边距和锚栓间距对试验结果 的影响.结果 提出了不同的锚栓边距和锚栓间距对于试件破坏模式和抗剪承载力的判别标准的影响.各试件破坏时,最大位移介于2～8 mm之间,荷载-位移曲线没有明显的流幅,可以认为是脆性破坏.结论 锚栓的锚固深度可以认为是混凝土边缘破坏以及锚栓破坏的临界边距,对于锚栓边距较小(＜埋深)的情况,以混凝土边缘破坏时的承载力为标准,锚栓间距对于试验的开裂荷载有影响;对于锚栓边距较大(≥埋深)的情况,以锚栓的破坏为标准.锚栓的荷载-位移曲线没有明显的流幅,为脆性破坏.根据试验结果 和有限元分析可知我国现行规范对于后锚固锚栓的抗剪承载力计算较保守.     

新型高强钢筋与混凝土粘结锚固性能试验

通过对48个400 N/mm2级普通钢筋和630 N/mm2级高强钢筋与混凝土粘结锚固试件进行中心拔出试验,分别从试件破坏形态、粘结锚固强度、粘结滑移性能等方面进行对比分析,在统计回归的基础上给出了630 N/mm2级高强钢筋粘结强度的计算公式,提出锚固长度的设计建议。研究表明:普通钢筋与高强钢筋试件的破坏形态类似,粘结-滑移曲线变化规律相近;在相同条件下,高强钢筋粘结强度高于普通钢筋;与普通钢筋类似,高强钢筋与混凝土的粘结强度随混凝土强度的提高、锚固长度和钢筋直径的减小而增大;混凝土强度和钢筋锚固长度变化对高强钢筋的粘结强度影响比普通钢筋更为显著;《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)锚固长度计算公式适用于630 N/mm2高强钢筋.     

无机聚合物混凝土-钢筋拉拔试验研究

为了研究无机聚合物混凝土与钢筋间的粘结性能,制作强度等级为C40的两组6个无机聚合物混凝土(IPC)-钢筋拉拔试件,并对其进行拔出试验,其极限拔出荷载均比文献同类普通混凝土-钢筋拉拔试验极限荷载大,表明无机聚合物混凝土和钢筋之间的粘结性能要优于普通混凝土。通过对无机聚合物混凝土-光圆钢筋试验拉拔荷载位移曲线的分析将其破坏过程分为微滑移阶段、滑移阶段、下降段和残余段4个阶段。对试验拉拔过程中粘结应力的分析发现平均粘结应力与锚固深度无关,主要与钢筋表面和混凝土间摩擦力有关,光圆钢的τ-x分布曲线显示粘结应力最大的区域出现在距锚固端20～40mm处。     

砌块灌孔混凝土与钢筋粘结性能试验

为进一步研究灌孔混凝土与钢筋粘结锚固机理和锚固长度的可靠性,笔者进行了12组36个试件的拉拔试验,建立粘结应力与滑移(τ-S)关系曲线,确定了锚固钢筋受力破坏的各个阶段(微滑移、内裂滑移、劈裂、下降和残余5个阶段),综合分析了灌孔混凝土强度、锚固长度、钢筋直径和横向配筋对粘结性能的影响.试验结果表明:在给定的l/d的条件下,粘结强度随灌孔混凝土强度增加而提高,随相对锚固长度增大而降低,但钢筋直径对粘结强度影响较小.最后,考虑灌孔混凝土的劈拉强度和相对锚长,利用最小二乘法,通过统计回归提出了粘结特征强度的统计公式.     

Mechanism analysis of helical and twisted reinforcement

Although helical and twisted reinforcement has been used to reinforce concrete for more than two decades, its rationale still remains unclear. With a brief review of current researches on the helical and twisted reinforcement properties, this paper describes some new phenomenon of the helical and twisted reinforcement in concrete and other matrix by experimental studies, and then discusses on mechanism of helical effect of strengthening. This paper also discusses the mechanism of accessional helical effect of strengthening and its significance in industrial practice. Extensive tests indicate that twisting is the most effective way to improve reinforcement mechanical properties. The main results are： （1） They can greatly enhance bond anchorage in base material. In some pull-out tests, the pull-out resistance increases with reinforcement slip within the specimens, which results not only in a higher pull-out load but also a larger slip up to 70%-80% of reinforcement embedded length. （2） Concrete reinforced by twisted bars demonstrates certain ductility at failure. （3） The bond strength depends on the pitch space directly. （4） The twisted effect on material strengthening is from a three-dimensional interlocking force which is formed from material untwisting when they were pulled out from base specimens.     

恒热流工况下螺旋管内层流换热性能数值模拟

在恒热流工况下,数值模拟雷诺数为200～1000,无量纲螺距为0．1～0．2,曲率为0．1～0．3的螺旋管内不同截面上的温度场分布和速度场分布以及雷诺数、曲率和无量纲螺距对轴向不同截面上平均努谢尔特数、平均摩擦系数以及总熵产的影响规律。结果表明,随着转角增大,二次流作用加强,且垂直于轴向截面的最大速度向管的外侧移动,而温度分布出现两个Dean涡胞;轴向截面平均努谢尔特数和摩擦系数以及总熵产随雷诺数、曲率和螺距的变化呈现不同的规律;与曲率相比,螺距对热力性能的影响程度相对较小;且流动引起的熵产和传热引起的熵产相比可忽略不计。     

无空化导管桨的极限效率分析

为提高导管螺旋桨的推进效率,改善水下潜器的续航力,采用数值方法对19A/Ka4系列导管螺旋桨在不同长径比、直径比、螺距比和盘面比下的流场进行了模拟.对不同参数下导管螺旋桨的推力、扭矩和效率进行了分析,得出了导管长径比对性能几乎没有影响,但从流场观察来看,长径比增大使梢涡涡核压力提升,增大了空泡数;减小导管内外壁直径比和螺旋桨盘面比,都会使导管桨的效率提高,而推力系数和扭矩系数略有减小.螺距比对导管螺旋桨效率的影响与传统桨类似,随着螺距比的增大,其最高点效率逐渐增大,而后几乎不变.在限定了盘面比和直径比范围的前提下,对该系列导管螺旋桨的极限效率进行了探索.结果表明,该系列导管螺旋桨的最高效率出现在最小盘面比和较小直径比的情况下.     

应力状态对316LN钢高温塑性的影响

对316LN钢在Gleeble-1500D热模拟实验机上做高温拉伸实验,试样尺寸为○/10.0 mm×121.5 mm,缺口半径分别为0.5、1.0、2.0、4.0 mm和∞(光滑试样),温度为950℃!1200℃,应变速率为0.5 s-1,得到不同变形条件下试样的断面收缩率变化规律;通过数值模拟,得到开始拉伸时不同缺口拉伸试样最小横截面部位的应力三轴度分布.对比实验与数值模拟结果表明:316LN钢的高温塑性与应力三轴度和晶粒尺寸有关.如果晶粒尺寸相差不明显,应力三轴度起主导作用,应力三轴度越小,断面收缩率越大,塑性越好;如果晶粒尺寸相差明显,晶粒尺寸起主导作用,应力三轴度越小,断面收缩率越小,塑性越差.     

3-D distribution of tensile stress in rock specimens for the Brazilian test

It is claimed that the formula used for calculating the tensile strength of a disk-shaped rock specimen in the Brazilian test is not accurate, because the formula is based on the 2-dimensional elastic theory and only suitable for very long or very short cylinders. The Matlab software was used to obtain the 2-dimensional distribution of stress in the rock specimen for Brazilian test. Then the 2-dimensional stress distribution in Brazilian disk was analyzed by the Marc FEM software. It can be found that the results obtained by the two software packages can verify each other. Finally, the 3-dimensional elastic stress in the specimen was calculated. The results demonstrate that the distribution of stress on the cross section of the specimen is similar to that in 2-dimension. However, the value of the stress on the cross section varies along the thickness of the specimen and the stress is bigger when getting closer to the end of the specimen. For the specimen with a height-to-diameter ratio of 1 and a Poisson＇s ratio of 0.25, the tensile strength calculated with the classical 2-D formula is 23.3% smaller than the real strength. Therefore, the classical 2-D formula is too conservative.     

Effect of Ultrasonic Vibration on Deformation in Micro-blanking Process with Copper Foil

Effect of ultrasonic vibration on deformation in micro-blanking was investigated with copper foils of different grain sizes using a developed device. It is found that maximum shearing strength is decreased by ultrasonic vibration, and this effect becomes bigger for coarse grain than that for fine grain, which can be attributed to acoustic softening effect considering the absorbed acoustic energy. Surface roughness R_a of smooth zone decreases for the polishing effect of vibration at the lateral contact surface. When ultrasonic vibration is applied, the sheared deformation area becomes relatively narrow, and it leads to the reduction of radius of rollover. The analysis of cross section in sheared deformation area shows that the crack initiation is inhabited for the existence of acoustic softening, and the proportion of smooth zone is increased. Also, angle of crack propagation becomes smaller because of periodic strain, and the angle of facture surface is decreased. As a result, the quality of micro-sheet parts is improved by applying ultrasonic vibration.     

曲率和挠率对螺旋状矩形管流动特性的影响

利用基于带有物理基的非笛卡儿张量分析的广义矩阵法，在非正交的螺旋线坐标系中，推导出了连续性方程和Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程组。并利用有限元法，解出了上述偏微分方程组。借以分析研究了螺旋状矩形管在定常、充分发展的层流流动中，管的曲率、挠率和横截面倾斜角对流动特性的种种影响。     

可调式气体喷射器调节性能计算分析

提出在喷射器喷嘴内插入喷针来调节喷射器工作参数的方案,建立了可调式喷射器性能计算模型,计算分析了喷嘴截面积变化对喷射系数、气体压力、气体流量等参数的影响。结果表明,通过对喷射器喉口面积的调节,可拓宽喷射器的有效工作范围,减小喷射器入口参数对出口参数的影响。     

PET/PTT复合纤维的卷曲性能与形态结构

以POY-DT和FDY工艺获得的不同规格、本色和有色PET/PTT复合纤维为研究对象,考察了纤维规格、工艺路线和色母粒对PET/PTT复合纤维的卷缩性能的影响,表征了复合纤维的轴向形态结构与断面结构,研究了纤维力学性能.结果表明,PET/PTT复合纤维的卷曲性能随着线密度的增加而升高,在130 dtex附近达到峰值;本...     

全方向推进器主要参数对其水动力性能的影响

为优化全方向推进器的模型设计,采用面元法分析全方向推进器主要参数的变化对非定常水动力性能的影响.基于螺旋桨面元法理论建立了全方向推进器的非定常水动力性能计算的数学模型,进行了数值预报,采用关于扰动速度势的基本积分微分方程,以双曲面元消除面元间的缝隙,在桨叶随边满足压力Kutta条件.应用Morino解析公式计算面元的影响系数,用Yanagizawa方法求得物体表面上的速度分布.分析了全方向推进器主要参数对水动力性能的影响.计算结果表明,周期螺距角的值对全方向推进器的非定常水动力性能起决定性作用.该文的计算结果可以作为下一步试验研究的基础.