带初始损伤混凝土的动态抗压性能研究

对65个直径为68 mm的混凝土圆柱体试件进行试验分析,系统研究了不同初始损伤程度的混凝土试件在冲击荷载作用下的动态抗压特性。通过对混凝土试件预加不同的静态荷载,从而在试件内产生不同程度的初始损伤;利用SHPB设备进行不同速率下的冲击试验,研究初始损伤程度对混凝土动态抗压强度、应力应变关系以及破坏模式的影响。试验结果表明,初始损伤对混凝土动态抗压强度产生重要影响,其影响程度与混凝土试件的初始损伤程度密切相关,损伤程度在阈值以下时对混凝土的动态抗压强度影响较小,超过阈值时影响显著;随应变率增加,带损伤混凝土的动态抗压强度显著提高;含水率的增加降低了带初始损伤混凝土动态抗压性能。基于试验结果,提出了综合考虑初始损伤程度影响和应变速率效应的抗压强度预测模型。     

Similarity on fire behavior of reinforced concrete beams with pre-damage

为研究不同比例钢筋混凝土预损伤梁火灾行为的相似性，在已有缩尺模型明火试验的相似理论基础上，对不同几何尺寸比例的3根钢筋混凝土无损梁和9根因经历常温静载试验而产生不同程度预损伤的梁开展明火试验。试验结果表明：采用热辐射模型确定不同比例梁明火试验的升温曲线，可以较好地实现不同比例梁在相应时间点截面温度分布相似；明火试验前形成的宽度在2 mm以下的裂缝对不同比例梁温度场的相似性影响不大，仅影响局部混凝土温度，明火试验前梁上已有的残余变形对其耐火极限影响不大；将不同比例梁受火时间的相似比由几何比例的平方调整为几何比例的1.8次方，可以实现预损伤程度相同的不同比例钢筋混凝土梁挠度变化以及耐火极限相似，从而实现由缩尺模型梁的火灾下力学行为预测足尺原型梁的火灾力学行为。     

BFRP约束损伤钢筋混凝土圆柱轴压力学性能研究

为了研究钢筋、玄武岩增强复合材料(BFRP)包裹层数及预损伤对BFRP约束钢筋混凝土(RC)圆柱轴压力学性能的影响,对22个直径242mm、高726mm的混凝土圆柱(包括20个RC圆柱以及2个素混凝土圆柱)开展轴压试验。试验结果表明:纵筋对BFRP约束RC圆柱的极限强度有较明显贡献,箍筋对BFRP约束RC圆柱极限强度和极限应变均有较明显贡献;BFRP约束可有效改善损伤RC圆柱的极限强度和极限应变,但无法恢复RC圆柱因损伤而降低的初始刚度;损伤会降低BFRP约束RC圆柱的极限强度和初始刚度,且降低的程度随着损伤水平的增加而增加。最后,提出了BFRP约束损伤RC圆柱强度模型及极限应变模型,模型预测值与试验值吻合较好。     

QP980板材边缘开裂的实验研究和数值模拟

目的 冲裁加工后的第3代先进高强钢QP980板材在成形中会因边缘开裂而显著影响汽车结构件安全性,针对这一问题,对QP980板材边缘开裂行为进行研究。方法 使用QP980板材通过钻孔和冲孔2种方法制备不同边缘状态的试样,并进行扩孔和中心孔拉伸试验。分析不同边缘状态试样的扩孔率和断裂应变演化规律。采用DF2015断裂模型对QP980板材的韧性断裂行为进行预测。结果 钻孔试样的扩孔率约为33%,冲孔试样的扩孔率约为24%。与钻孔试样的试验结果相比,DF2015断裂模型的模拟结果显示出了良好的预测性,但DF2015断裂模型无法准确预测冲孔试样的载荷–位移响应、扩孔率和断裂应变。结论 不同的预加工工艺导致QP980板材表现出不同的边缘开裂行为。中心孔拉伸试验结果与扩孔试验结果趋势一致,因此中心孔拉伸试验是研究边缘开裂的良好方法。钻孔预加工工艺可以保持板材的原始性能,而冲裁预加工工艺会导致板材边缘发生严重的预损伤。由于DF2015断裂模型未考虑预损伤,因此无法准确预测冲孔试样的边缘开裂行为。     

不同卸载应力对层状TiAl基合金损伤程度的影响

通过对层状TiAl基合金进行拉伸卸载试验，研究了不同预损伤对层状TiAl基合金断裂行为的影响。试验结果表明：随着损伤程度增加到一定程度，材料的弹性模量减小；随着预损伤程度的增加，裂纹面密度增大。通过统计分析发现裂纹面密度可以作为衡量损伤程度的损伤参量；但随着预损伤程度的增加，单位面积断裂功基本不变，进一步说明不同预损伤对层状TiAl基合金的最终断裂性能没有影响。     

海水环境下碳纤维增强复合材料加固预损伤钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究

通过对碳纤维增强复合材料(CFRP)加固预损伤钢筋混凝土梁及经海水腐蚀的CFRP加固预损伤钢筋混凝土梁的抗弯性能试验,对比研究了海水侵蚀对试验梁破坏形态、裂缝开展情况、应变发展及抗弯承载力等的影响规律。试验结果表明,采用CFRP对机械损伤钢筋混凝土梁进行加固处理,可以有效地提高其抗弯承载力和刚度,约束裂缝的开展。随着海水腐蚀时间的延长,CFRP加固损伤梁的各方面性能受到明显的影响,但仍具有较为可靠的加固效果,且混凝土应变符合平截面假定的条件。     

FRP约束损伤混凝土环向应变-轴向应变关系

为分析混凝土损伤对FRP约束混凝土的影响,通过收集已有文献的264个试验数据,建立一个包含混凝土试件截面形状、损伤种类和损伤程度,以及FRP约束刚度的大型数据库. 基于数据库对现有环向应变-轴向应变关系模型进行评估,并在Jiang等模型的基础上,建立FRP约束损伤混凝土柱的环向应变-轴向应变关系模型,采用数据库对新提出模型的准确性进行验证. 计算结果表明:Jiang等模型可以准确描述FRP约束未损伤混凝土圆柱的环向应变-轴向应变关系,但是现有的FRP约束未损伤混凝土柱的环向应变-轴向应变关系模型不适用于FRP约束损伤混凝土柱; 并且随着混凝土损伤程度的增加,现有模型的计算值与试验值的偏差也在增加. 新提出的模型能够准确描述FRP约束损伤混凝土的环向应变-轴向应变关系,模型可推广应用于FRP约束高温损伤混凝土柱. 新模型既可以同时适用于FRP约束预损伤圆形、正方形、长方形截面混凝土柱,也可以计算FRP约束预加载混凝土圆柱与方柱.     

TiAl基合金双态组织平板拉伸连续卸载试验的研究

通过多次拉伸卸载试验对TiAl基合金在经历多次拉伸卸载以后宏观性能和微裂纹面密度的变化,以及前一阶段的损伤对随后阶段损伤产生的影响进行了详细的研究.研究表明:在载荷控制下的试验中,随着卸载应力的增加,裂纹面密度并没有增大,即用微裂纹表征的损伤程度并没有增加的趋势;整个多次拉伸卸载过程并不影响材料的弹性模量E;当拉伸到某一个应力下,宏观表现为断裂应力以,断裂应变‘f和单位面积断裂功W'开始减小.材料在载荷控制的拉伸中产生损伤的程度并不能用弹性模量E和裂纹面密度.来衡量.     

弹丸对预开孔混凝土靶体侵彻的实验研究?

针对集群聚能串联战斗部设计思想,将前级对目标的破坏简化为开孔预破坏,开展了弹丸对预开孔混凝土靶体的实验研究,分析了靶体开孔形式对弹丸侵彻性能的影响。结果表明,弹丸对预开孔靶体的侵彻深度随靶体开孔数量和开孔深度的增加而增加,相对说来,增加开孔数量相当于增加了靶体破坏面积,对提高后级侵彻能力更为有效。研究结果可为串联战斗部的前级集群聚能装药设计提供参考。     

钢筋混凝土预损伤梁的火灾行为相似性研究

为研究不同比例钢筋混凝土预损伤梁火灾行为的相似性,在已有缩尺模型明火试验的相似理论基础上,对不同几何尺寸比例的3根钢筋混凝土无损梁和9根因经历常温静载试验而产生不同程度预损伤的梁开展明火试验。试验结果表明：采用热辐射模型确定不同比例梁明火试验的升温曲线,可以较好地实现不同比例梁在相应时间点截面温度分布相似;明火试验前形成的宽度在2 mm以下的裂缝对不同比例梁温度场的相似性影响不大,仅影响局部混凝土温度,明火试验前梁上已有的残余变形对其耐火极限影响不大;将不同比例梁受火时间的相似比由几何比例的平方调整为几何比例的1.8次方,可以实现预损伤程度相同的不同比例钢筋混凝土梁挠度变化以及耐火极限相似,从而实现由缩尺模型梁的火灾下力学行为预测足尺原型梁的火灾力学行为。