探讨混凝土坝湿胀应力的数值解法

本文应用工程力学及坝工理论，提出了用等效面力和体力代替湿胀效应的新方法，导出了其相应的计算公式，从而可方便地利用数值分析方法定量分析湿胀的影响，简化了模拟显胀效应的复杂过程，为评估湿胀应力的影响提出了一条新的途径。上述方法成功地应用于我国某重力拱坝，结果符合实际。     

铸锭铝合金Al-Cu-Mg-Ti高应变速率超塑性

采用常规熔铸、热处理、小挤压比挤压及轧制这一低成本并适合于工业化规模应用的路线,研制了一种具有高应变速率超塑性的铸锭铝合金Al-Cu-Mg-Ti.拉伸试验结果表明在温度为793K、初始应变速率为3.16×10-1s-1的拉伸变形条件下,其超塑伸长率为218%,流变应力为32.5MPa.断面及表面形貌SEM分析和初熔行为的DSC分析表明,该合金高应变速率超塑性变形来自于晶界滑动和位错滑移,与液相没有关系.     

考虑不同应力水平影响的混凝土徐变预测模型修正

为开展混凝土徐变预测模型修正研究,对不同应力水平下的混凝土进行了徐变试验和数值模拟,并进行了相互印证。通过数值模拟,研究了拉压应力、周期应力、双轴应力下的徐变特性,针对徐变预测模型CEB/FIP 1990估算精度低的现状,基于不同应力水平下混凝土徐变特性,结合工程实际给出了便于运用的徐变系数修正值。研究结果表明,采用的数值模拟方法为混凝土徐变预测模型的修正提供了一条新思路。     

高应变率下金属塑性损伤的形核机理

本文介绍了高应变率下金属塑性损伤形核模型的研究现状，并对现有的几种形核模型作了评述。     

高应变率下金属塑性损伤的形核机理

本文介绍了高应变率下金属塑性损伤形核模型的研究现状，并对现有的几种形核模型作了评述。     

大块非晶合金复杂应力状态塑性本构方程

为得到复杂应力状态下大块非晶合金的塑性本构方程,对Zr41.2Ti13.8Ni10Cu12.5Be22.5大块非晶合金进行简单拉伸、压缩和扭转实验,得到相应的一维本构关系,并应用弹塑性力学的相关理论,将一维本构方程延拓到多维应力空间.研究结果表明:该材料符合Mises屈服条件并具有强化特性;利用简单压缩和扭转实验结果可推导出材料在复杂应力状态下的塑性本构方程,且这两个塑性本构方程是一致的.     

金属材料塑性应变比的区间回归测量

采用单点法和线性回归法对金属材料塑性应变比r值进行测量和计算.结果表明:低应变下计算得到的r值不能真实反映试样的力学性能;对于均匀塑性应变材料,采用单点法、线性回归法均可准确地计算其r值;线性回归后得到的直线是否强制通过坐标原点测得的结果差异并不明显;r值测量中平行段长度不应接近标距,从而避免造成不均匀塑性应变.     

温轧态2618A铝合金高应变速率超塑性的研究

对温轧态２６１８Ａ铝合金在不同温度（４７０～５５０℃）和应变速率为１０￣（－３）～１０￣（０）ｓ￣（－１）范围内的超塑性进行了研究，确定了最佳超塑性变形规范：在５００～５３０℃温度范围内，应变速率为２．８×１０￣（－１）ｓ￣（－１）的条件下，可获得大于２３０％的延伸率，表明该合金具有高应变速率超塑性的特性。     

膨胀剂和钢管侧限对混凝土徐变应变的影响

为了研究不同膨胀剂质量分数和钢管侧限对混凝土徐变应变的影响,共进行了12组有、无钢管侧限的混凝土徐变试验。结果表明:加载龄期到480天的试验试件中,有钢管侧限的混凝土徐变应变约是无钢管侧限徐变应变的0.175~0.181倍,钢管侧限大大降低了混凝土的徐变应变。同时进行了三种不同质量分数膨胀剂(质量分数分别为4%、8%和12%)的混凝土徐变试验。结果表明:无论有、无钢管侧限的混凝土结构,膨胀剂质量分数对混凝土徐变应变的影响关系为:质量分数4%时,结构徐变应变均最大;质量分数为8%时,结构徐变应变次之;质量分数为12%时,结构徐变应变最小。通过钢管侧限对混凝土的套箍效应计算分析表明,在混凝土结构加载应力相同情况下,有钢管侧限的混凝土结构应力比小于无侧限的混凝土结构应力比;钢管侧限对混凝土的侧向约束增加,限制了混凝土纵向变形;随着应力比的减小,结构徐变变形减小。同时应用扫描电镜二次电子成像分析膨胀剂的作用机制得出:水泥浆中膨胀剂水化产生粗棒状、互相交叉的三硫型硫铝酸钙(AFt)结晶体,填充在原来被溶液占据的小孔里,使水泥石更密实。     

焊接应力应变问题的再探讨

焊缝处有压缩塑性应变是以往对焊接应力应变的认识,然而此观点无法对熔合线处有液化裂纹出现以及裂纹不够长的情况进行解释,而本文通过高温应变分布图把焊接应力应变问题很好地解释出来。在对焊接残余应力进行消除时并不一定要把固有的应变源给去除掉,有时候在保留固有应变源的前提下仍然可以把残余应力给消除掉。实际上把残余弹性应变向塑性应变进行转变的过程就是把残余应力消除的过程。     

钢筋混凝土结构的应力拓扑优化方法研究

基于预测混凝土失效行为的Drucker-Prager(D-P)屈服准则,研究了进行钢筋混凝土结构配筋设计的应力拓扑优化方法。结合扩展的双材料密度惩罚模型,优化问题构造为以单元人工密度为设计变量、混凝土材料Drucker-Prager屈服函数为约束条件的钢筋用量最小化问题。为合理定义混凝土应力并防止应力奇异解现象,采用局部应力插值模型和ε-松弛方法对混凝土应力约束条件进行处理。推导约束函数的伴随法灵敏度计算公式,运用基于梯度的连续性优化算法求解优化问题。数值算例验证了所提优化模型的正确性及数值算法的有效性,并通过与传统最小柔顺性拓扑优化结果的比较,说明了该文方法能够充分利用混凝土的抗压能力和钢筋的抗拉能力,设计结果更为实用。     

混凝土三轴蠕变统计损伤模型研究

为探讨混凝土三轴蠕变特性,采用SAM-2000微机控制电液伺服材料三轴试验机并配备压力自平衡式三轴压力室对混凝土进行了三轴压缩试验和三轴蠕变试验,结果表明：围压的存在可以显著提高混凝土的承载能力,围压越大,混凝土的轴向承载能力越高,蠕变变形量和变形速率越小。假设混凝土破坏为其内部微元破坏累积所致,微元破坏概率与混凝土应变存在一定关系P[#x003b5;],且服从Weibull分布,结合三轴压缩试验结果,计算得到了描述混凝土损伤特性的统计损伤变量;基于Burgers流变模型,通过引入损伤变量建立了混凝土三轴蠕变统计损伤模型,利用MATLAB软件进行了模型参数拟合,经对比分析,模型曲线与试验曲线拟合结果较理想,主偏应力越大,拟合结果越精确。此模型可供今后研究参考。     

徐变对水泥路面板湿度翘曲及应力影响研究

水泥混凝土路面板的温湿度翘曲和交通荷载的耦合作用是其发生疲劳破坏的主要原因之一。湿度梯度及湿度翘曲在路面板中的存在时间较为持续长久,不可避免地会受到混凝土徐变的影响。该文进行了干燥和密闭状态下水泥混凝土梁的弯曲徐变试验,提出弯曲徐变度和徐变系数的计算方法,并将上述徐变参数植入有限元程序中模拟分析徐变对结合式和分离式混凝土路面板翘曲变形和应力发展影响。结果表明：干燥状态下的弯曲徐变是密闭状态下徐变的1.67倍;徐变能够降低翘曲变形、翘曲应力及与荷载耦合情况下的总应力;徐变对结合式路面板的翘曲变形和应力发展影响较大,徐变降低了36%的湿度翘曲变形和45%的翘曲应力;在板角交通荷载的耦合作用下,徐变可使结合式路面板的总应力降低34%。因此徐变是合理分析混凝土路面板的翘曲变形和应力发展不可忽略的因素。     

配筋混凝土粘弹性参数的徐变试验研究

为了便于分析配筋混凝土结构的粘弹性温度应力,本文将配筋混凝土看作为一种复合材料,通过试验来测定该材料的粘弹性参数。文中采用三分点加载的方式进行了配筋混凝土小梁的室内徐变试验,并对试验数据进行了回归分析。结果表明：1. 用配筋混凝土小梁的徐变试验来测定配筋混凝土材料的粘弹性参数是可行的;2. 荷载历史是徐变减小的重要原因,在计算温度应力时,徐变系数取值要考虑这一因素;3. 在本试验配筋条件下,配筋对徐变影响很小,配筋混凝土的徐变系数与素混凝土的徐变系数近乎相等。     

基于纤维模型的钢筋混凝土柱应变率效应研究

该文基于钢筋混凝土柱构件的快速加载试验数据,分别采用CEB规范和Kulkarni和Shah建议的考虑应变率效应的混凝土动力本构关系,运用纤维模型建立了其动力纤维单元模型,并对单调快速加载下的构件的恢复力特性进行了数值模拟。与试验结果的比较表明所采用的两种动力本构模型均能够反映钢筋混凝土柱承载力随加载速率的提高而提高的特...     

高强高性能混凝土三轴拉压压力学性能试验研究

采用大型动静真三轴伺服液压试验系统,对单轴压强度为90.6 MPa的高强高性能混凝土进行三轴拉压压等比例试验研究,获得了各应力比下试件的破坏模式、多轴强度及应力-应变曲线。试验结果表明：高强高性能混凝土三轴拉压压应力状态下的破坏为典型的受拉破坏;最大主应力方向的极限强度远低于其单轴压强度,中间主应力效应不明显;拉应力的存在对最大主应力方向应力-应变曲线影响十分明显,呈现出明显的线性特征。基于试验结果提出了适用于高强高性能混凝土的强度准则,为高强高性能混凝土本构关系的建立提供了试验和理论依据。     

基于试验的混凝土高温短期徐变计算模型

通过试验考察了应力水平、持荷时间、作用温度和混凝土强度等级等因素对混凝土高温短期徐变的影响。结果表明,混凝土高温短期徐变与应力水平和持荷时间分别呈正比和幂函数关系,而随作用温度增加抛物线状地增大。但混凝土强度等级不同时这些因素的影响程度也有所不同,并且混凝土强度等级和作用温度具有明显的耦合影响特性。基于这些试验结果分析,该文给出了有助于更好地进行混凝土结构高温受力性能计算分析的混凝土高温短期徐变计算模型。     

钢纤维高强混凝土抗爆炸研究

对纤维体积率(Vf)为0%―3%、基体强度为C100的钢纤维高强混凝土(SFRHSC)板进行模型爆炸试验,结果表明:爆炸应力波在混凝土中呈现明显的衰减特性,衰减幅度与混凝土强度等级、Vf之间的关系不大,但背爆面加速度峰值和迎爆面破坏程度则随着Vf的增加而降低;SFRHSC最大最显著的优势是抗震塌,在普通混凝土板大面积震塌,碎裂块爆飞的装药量爆炸条件下,SFRHSC板却无震塌发生或只有小块体脱离,裂而不散,其抗震塌性能的提高主要取决于材料的抗拉强度;根据试验结果建立了基于神经网络系统的SFRHSC震塌模型,模型计算的理论值与实测值比较接近。     

基于组合单元的混凝土结构徐变分析方法

对混凝土徐变的研究现状和数值计算方法做出评价,提出了混凝土结构徐变计算的空间有限元分析方法。以组合单元为基础,建立混凝土徐变的三维计算模型:将结构的变形、内力状态、结构形式及约束情况均沿时间轴进行划分,再根据结构在每个时间点上各参数的变化值,推导出了混凝土徐变计算的递推公式;又基于虚功原理建立混凝土徐变刚度矩阵,绕过应力与应变,直接通过位移增量计算自由徐变应变增量的等效荷载,提高了徐变数值计算精度;组合单元是对原有实体等参元的继承和拓展,能够分别考虑钢筋和混凝土各自对单元刚度矩阵的贡献,而两者又通过自由度变换的方法有机的结合在一起,构成一种可专门用于模拟钢筋混凝土结构的单元形式。实例分析结果表明:用组合单元做混凝土徐变分析,能够计入钢筋对徐变的阻碍作用,解决在钢筋和混凝土之间的应力重分布问题,更准确的计算出结构变形和内力变化。     

无粘结预应力高性能粉煤灰混凝土桥梁收缩与徐变变形试验研究

结合洛湛线的建设,以8根不同掺量的高性能粉煤灰混凝土无粘结预应力桥梁的收缩、徐变试验为基础,研究了不同掺量高性能粉煤灰混凝土在荷载长期作用下收缩、徐变性能及其上拱随时间的变化规律,探讨了温度、湿度等环境因素对不同掺量高性能粉煤灰混凝土收缩、徐变的影响。300多天的实验观测结果表明:高性能粉煤灰掺量20%～40%混凝土梁不但具有良好的工作性能和力学性能,而且长期性能良好,与同强度的未掺高性能粉煤灰的梁相比,其后期强度和抗压弹性模量增大,收缩徐变减小,具有良好的社会和经济效益。