自密实混凝土重力坝浇筑层间稳定性分析研究

自密实混凝土重力坝是用流动性较强的混凝土在堆石之间填充并分层浇筑而成。为了研究浇筑层间的稳定性,采用刚体平衡原理和第三强度理论分别对自密实混凝土重力坝层间的抗滑稳定性和堆石间拉力情况进行了分析研究。结果表明：随着坝体层间堆石相对接触面积α的增大,层间抗滑稳定系数K逐渐增大,但是增加的幅度处在一个稳定的范围之内;随着堆石相对超出高度β的增大,堆石间的拉力逐渐增大,β=15%可以作为自密实混凝土重力坝设计的上限值;地震工况对于坝体层间抗滑稳定系数K和堆石间拉力大小的影响较大,该工况抗滑稳定系数K减小了15%以上,堆石间拉力最大增大约2 MPa。     

基于XCT扫描图像的混凝土二维细观受压断裂模拟

为了研究混凝土细观层次断裂力学特性,对混凝土试件进行原位XCT扫描,基于扫描图像提出了具有真实内部结构特征的混凝土二维细观模型,并预先在水泥砂浆和骨料-水泥砂浆界面插入零厚度粘结裂缝单元用以模拟潜在的裂缝。通过对该模型进行混凝土单轴受压数值仿真模拟,讨论其裂缝的发展过程以及不同细观结构和相应参数对混凝土断裂损伤行为的影响。结果表明：数值模拟得到的混凝土二维模型抗压强度与试验测得的强度相接近;混凝土的抗压强度受到水泥砂浆和骨料-砂浆界面裂缝单元的绝对数值影响,其中水泥砂浆裂缝单元强度对材料强度起控制作用;骨料-砂浆界面裂缝单元强度与水泥砂浆裂缝单元强度的比率对裂缝衍生发展有显著影响。     

初生空化与液体抗拉强度的关系

自1983年开始以液体的抗拉强度作为其空化临界压强研究初生空化的比尺效应以来,该方法已得到进一步的应用和完善。本文就研究中遇到的一些问题,如关于空化灵敏度仪的校正,“零抗拉强度”的概念,试验设备中液体抗拉强度的动态变化以及在空化试验中使用该方法的技术和意义等作详细的阐述。     

新型高温合金700℃时效组织及力学性能

利用微观组织分析和高温力学性能测试方法，研究了1种新型Ni—Cr—Co基高温合金在700℃长期时效过程中的组织稳定性及其一些力学性能。结果表明：试验合金在700℃时效过程中，析出物有MC，M23C6和γ’；晶内和晶界碳化物MC和M23C6的稳定性好，γ'的粗化为扩散控制的生长过程；在700℃时效初期，室温硬度变化小，随时效时间的增加而减小，这与γ'的粒度、形貌和分布有关；合金的高温拉伸强度和持久强度比Nimonic 263显著提高，且韧塑性好；试验合金在700℃具有稳定的显微组织和较高的高温力学性能。     

On certain aspects of strain rate sensitivity of sheet metals

The formability of a material depends upon the strain hardening and strain rate hardening of the material. In this study, constitutive parameters using the power law constitutive equation are determined for six different strength steels and two aluminum alloys over different strain ranges, including approximations of the postuniform elongation range. Constitutive parameters are found to be different at different strain ranges. The strain hardening of steels increases with strain at low strain levels (less than 5%) and decreases at high strain levels (greater than 10%). Strain rate hardening decreases with strain for all steels and aluminum alloys. Uniform elongation depends only on strain hardening, and postuniform elongation depends only on strain rate hardening. However, the total elongation depends on both strain hardening and strain rate hardening.     

X射线衍射-拉伸法测薄膜应力

薄膜应力的测量一直是一个困难的问题。本文尝试用一种新的方法——X射线衍射-拉伸法,对薄膜的应力进行检测,与侧倾法实验结果相比较,X射线衍射-拉伸法更为准确与可靠。     

不同弛豫时间下低合金高强度钢的组织和拉伸性能

研究了低合金高强度钢在不同弛豫时间下的组织和拉伸性能。结果表明：在适当的弛豫时间下。能进一步提高材料的屈服强度和抗拉强度。     

单向受拉状态下钢纤维混凝土的二次峰值强度

不同于普通混凝土在单向受拉实验中的仅有唯一峰值强度,在大量钢纤维混凝土拉伸实验的应力应变曲线中均出现了两次峰值强度现象。本文采用黏结滑移模型考虑纤维在混凝土开裂面上的桥接作用,确定了钢纤维轴向应力与裂缝宽度之间的关系。钢纤维混凝土开裂后,将基体的软化模量与纤维增强作用的切线模量之和,作为判断第二峰值的依据。该值始终为非负时,钢纤维混凝土的应力-应变曲线具有唯一峰值强度;否则,应力-应变曲线中将具有二次峰值强度,并提出了钢纤维混凝土峰值强度的三种可能情况。建立了有限元模型以模拟钢纤维混凝土的拉伸试验,进一步研究了钢纤维掺量、长径比对混凝土开裂后力学性能的影响。并提出了钢纤维混凝土的抗拉强度的计算公式,可以有效地预测钢纤维混凝土的抗拉强度。     

Preparation of High Strength and Toughness Aramid Fiber by Introducing Flexible Asymmetric Monomer to Construct Misplaced-Nunchaku Structure

High performance fibers with high strength and toughness have great potential in composites, but contradiction between tensile strength and elongation at break makes the preparation to become a current challenge. Herein, an asymmetric structure of more flexible diamine, 3,4′-diaminodiphenyl ether (3,4′-ODA), is introduced into heterocyclic aramid (PBIA) fibers to replace rigid symmetric p-phenylenediamine (PDA). By studying the properties of copolymer (mPEBA) fibers with different ratios of diamine, it is found that the mPEBA fiber reached the optimal mechanical properties with the 30% content of 3,4′-ODA. Compared with homopolymerized heterocyclic aramid fibers, the tensile strength and elongation at break of mPEBA fiber are improved by 26.2% and 38.7%, respectively. Results of X-ray diffraction show that the introduction of 3,4′-ODA structure can increase stretchability of mPEBA fibers, improving the orientation degree during hot-drawing. Molecular dynamics simulations confirm that 3,4′-ODA structure undergoes a conformation transformation to form a straightened chain during hot-drawing, while symmetrical 4,4′-diaminodiphenyl ether (4,4′-ODA) cannot form the same conformation. The misplaced-nunchaku structure is formed based on the special meta-para position of 3,4′-ODA, achieving the synergy of high strength and high toughness.     

含硅镍低密度钢的温拉伸力学行为及强韧机制

 为了分析硅镍合金化奥氏体基低密度钢在中温环境下的拉伸变形行为,采用Instron电子拉力试验机对Fe-28.64Mn-8.99Al-1.68Si-1.39Ni-1.0C(Mn29Al9Si2Ni,质量分数/%)低密度钢在23~300 ℃下进行了温拉伸试验,研究了该钢的温拉伸力学行为,并采用SEM、TEM和热力学计算对该钢的强韧化机制进行了研究。结果表明,随着应变的增加,温拉伸应力-应变曲线主要包括弹性变形、均匀塑性变形和断裂等几个过程,没有明显的屈服现象。随着温度的提高,该钢的强度逐渐降低,塑性(断后伸长率)先增加后减小再升高,于200 ℃时出现塑性低谷,此时该钢的应力-应变曲线和应变硬化率曲线均具有明显的锯齿状特征,应变硬化率随应变的增加变化不大。而该钢在其他温度下的应力-应变曲线和应变硬化率曲线没有发现明显的“锯齿状”特征,应变硬化率随应变的增加而平缓下降。试验钢在23~300 ℃下的主要强韧化机制为κ-碳化物强化、应变强化、孪生诱发塑性和动态应变时效强化。较低温度下位错可动性较差对孪生诱发的促进作用、镍元素和硅元素对孪生的抑制作用、较高温度下孪生现象的减弱和温度对动态应变时效的促进或抑制作用等使得试验钢在23、100和300 ℃时存在明显的孪生诱发塑性,而在200 ℃时存在明显的动态应变时效强化的主要原因。动态应变时效强化是该钢在200 ℃时出现塑性低谷的主要原因。