CFRP加固组合梁承载力性能实验研究

对碳纤维复合增强材料(CFRP)条带加固的混凝土-钢组合梁抗弯性能进行实验研究。在考虑CFRP条带加固长度和宽度两个变量的基础上,采用四点加载的方式,研究加固和未加固组合梁在加载过程中的承载力性能。通过分析试件的荷载-位移曲线和其破坏模态,揭示在加固前后混凝土试件的初裂荷载和极限承载力的变化规律,并分析组合梁各类破坏模态的产生机理。实验研究结果表明:采用CFRP条带加固的组合梁承载能力会提高,当CFRP加固长度为试件总长的60%时,承载力的提高效率最高。同时提出一桁架模型,用以分析加固前后组合梁中混凝土板、钢梁腹板以及FRP条带的内力,为该类加固梁的极限荷载预测提供了依据。     

不同材料及加固方式对梁弯曲性能影响试验研究

为研究不同材料、不同加固量和不同加固方式对加固梁承载能力、挠度变化、破坏形态及裂缝发展的影响,通过四点弯曲加载试验,对11组试验梁进行抗弯试验研究。试验结果表明:不同加固筋材及加固方式对试验梁的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载及跨中荷载-挠度曲线都有一定的影响。提升开裂荷载主要受加固方式的影响,内嵌螺旋肋筋鱼尾式及格栅式的加固梁开裂荷载提升明显,较直嵌式加固方式,最大提高了182%;相同加固量时,端部锚固方式的加固梁屈服荷载和极限荷载提升最明显;采用内嵌CFRP筋材加固梁的极限荷载最大,最大提高了113. 68%。加固材料对加固梁的抗弯刚度影响明显,内嵌CFRP筋加固梁的抗弯刚度最优;十字嵌入式、鱼尾嵌入式、格栅式及端部锚固式加固梁的抗弯刚度要明显优于直嵌式加固梁。     

碱溶液疲劳耦合作用下BFRP布加固损伤钢筋混凝土梁抗弯试验研究

基于桥梁结构所处环境的复杂性及所承受荷载的特殊性,试图探索碱溶液环境和疲劳荷载耦合作用下BFRP布加固既有损伤混凝土性能,开展了粘贴二层玄武岩纤维布加固,pH值分别为7、9、10的溶液环境和等幅疲劳耦合作用下损伤RC梁的抗弯试验研究。试验结果表明,即使在碱溶液环境和疲劳荷载耦合作用下,BFRP布仍能提高损伤RC梁极限承载力和抗弯刚度;相同疲劳次数下,在pH=9的溶液环境中,作用90d的加固梁比作用60d的加固梁挠度增加了23.13%;其他参数相同情况下,pH=7、pH=10的试验梁较未经环境作用试验梁抗弯强度分别降低10.06%、21.15%,可见,随着碱溶液浓度的增加、作用时间的延长,RC梁极限承载力、抗弯刚度、抗疲劳等性能显著下降;最后以试验梁挠度变化作为疲劳损伤指标,拟合出了考虑pH值、疲劳次数混凝土加固梁变形模量表达式。     

CFRP-PCPs复合筋混凝土柱偏压柱受力性能的试验研究

通过15根碳纤维预应力棱柱体复合筋(Carbon Fiber Reinforced Plastics Prestressed Concrete Prisms,简称"CFRPPCPs复合筋")混凝土柱进行偏心受压试验,考虑相对偏心距、复合筋配筋率、CFRP筋张拉控制应力和普通钢筋配筋率4个变化参数对复合筋混凝土柱受力性能的影响。观察了试件的受力过程及破坏形态,获取了试件开裂荷载、极限承载力、荷载-侧向变形曲线等重要数据,分析了4个变化参数对CFRP-PCPs复合筋混凝土柱偏心受压作用下的开裂荷载和极限承载力的影响规律。研究结果表明:CFRP-PCPs复合筋混凝土偏压柱与普通钢筋混凝土偏压柱的受力过程及破坏形态相似,试件的开裂荷载和极限承载力均随相对偏心距的增大而降低;提高CFRP筋张拉控制应力、增大复合筋配筋率和普通钢筋配筋率均能有效提高CFRP-PCPs复合筋混凝土柱的开裂荷载和极限承载力。     

PVA纤维掺量对钢筋HPFRCC/混凝土复合梁受弯性能的影响

为改善普通钢筋混凝土梁易开裂的缺点,可将受拉区部分混凝土采用同体积的HPFRCC替代形成HPFRCC/混凝土复合梁。基于复合梁的正截面弯曲性能试验,主要研究PVA纤维体积掺量对复合梁受弯性能的影响,研究结果表明,受拉区HPFRCC层的存在,可有效分散裂缝且抑制裂缝的扩展,复合梁的裂缝呈"根系状"分布形态,且随着HPFRCC层内纤维掺量的增加,裂缝变得更加细密;开裂后,PVA纤维的桥接承拉作用使复合梁中受拉钢筋与压区混凝土的应变增长较为迟缓;与普通混凝土梁相比,复合梁的初裂荷载、屈服荷载与极限荷载均有不同程度的提高且开裂荷载的提高幅度最为明显。     

混凝土梁嵌粘混合FRP筋弯曲性能试验研究

分别在钢筋混凝土简支梁和连续梁的受弯区、负弯矩区表层嵌粘不同FRP筋材进行加固,进行单调加载弯曲试验,研究不同初始荷载、FRP筋种类对简支梁、连续梁嵌粘FRP筋后的特征荷载、应变、变形等的影响程度,记录加载过程中梁体裂缝扩展情况。结果表明:不同FRP筋混合嵌入加固混凝土梁,可显著提高简支梁、连续梁的抗弯承载力,改善使用阶段性能,与单一FRP筋材嵌粘加固相比,裂缝分布特征相似,延性更佳;在初始荷载未完全卸除时,混凝土梁表层嵌粘不同FRP筋的加固效果略逊于无初始荷载作用下的加固梁,不过效果仍比较理想,建议实际工程中尽可能卸除外部荷载后再进行嵌粘混合FRP筋加固。     

BFRP混合加固预损偏心受压短柱试验研究

通过对5根预损短柱采用不同加固方式和1根对比柱进行偏心受压试验,研究了不同BFRP加固方式各柱的破坏过程、极限承载力;对比分析了不同加固方式纵向受力钢筋、玄武岩纤维筋、混凝土、玄武岩纤维布的应力-应变及荷载-挠度关系。研究结果表明,单独采用BFRP筋嵌入式加固钢筋混凝土偏心受压短柱效果不明显,而采用嵌入式BFRP筋和外包BFRP布混合加固效果更为理想,表现出一定的复合加固效应。在试验研究的基础上,根据本文的基本假定进行了承载能力计算并给出了简化设计方法,可为定量分析研究提供参考。     

粘贴CFRP板加固钢筋混凝土梁的长期变形性能试验研究与数值模拟

为了研究实际工程中粘贴CFRP板加固钢筋混凝土梁的长期变形性能,从而为加固梁在长期使用过程中是否满足结构的正常使用极限状态提供判断依据,并解决长期试验操作难度大、时间跨度长的问题,进行了粘贴CFRP板加固钢筋混凝土梁的加固以及粘贴CFRP板加固钢筋混凝土梁在持续荷载作用下的长期变形试验,建立了用于计算粘贴CFRP板加固钢筋混凝土梁的长期变形的非线性有限元模型。数值计算结果与试验结果吻合较好。利用该模型对粘贴不同厚度CFRP板的加固梁的长期变形进行了数值计算,结果表明CFRP板对加固梁的长期变形的影响不明显,其总变形的减小主要来源于CFRP板对瞬时变形的约束。     

计及界面损伤的纤维片材加固砼梁的弯曲破坏分析

对四点弯曲荷载作用下含微裂缝的纤维片材加固钢筋砼梁,建立一种计及梁中裂缝和纤雏片材与梁跨中界面发生损伤的分层剪滞模型,并采用复合材料力学中的细观统计破坏理论,研究了纤维片材断裂模式下的纤维应力重新分布和极限承载力,定量获得了纤维应力集中、纤维片材与砼梁之间的界面损伤区长度和极限承载力与界面剪切强度的关系.结果表明,应力集中随界面剪切强度的增加而增加;界面损伤区长度随界面剪切强度的增加而减小;极限承载力随界面剪切强度的增加是先增大后减小;适宜的界面黏结,极限承载力最高.     

内嵌CFRP筋抗弯加固混凝土梁试验研究

通过4根梁试件的静力加载试验,对内嵌cFRP筋加固混凝土梁的受力过程、开裂荷载、屈服荷载、极限荷载、裂缝和变形情况等进行了较为系统的研究.结果表明,内嵌CFRP筋加固混凝土梁没有发生剥离破坏,且能够显著提高被加固梁的极限荷载,随加固量增加,提高幅度越大,最大可提高81.89%,而对开裂荷载、屈服荷载影响较小;加固梁裂缝间距较小,数量较多,梁破坏时最大裂缝宽度小,梁的挠度变形也相对较小.内嵌式加固方法快捷简单、不影响结构的正常使用,是一种值得推广的新技术.     

部分烧结陶瓷材料力学特性的DEM模拟

通过开展三维离散单元法数值模拟,考察了部分烧结陶瓷在单轴拉伸和压缩加载条件下的力学响应行为.模拟结果表明,拉伸加载下试样的破坏表现为裂纹"成核"效应,而压缩加载下则呈现为裂纹"聚并"效应;通过追踪固体键的断裂顺序和断裂模式发现,拉伸加载下固体键的破坏主要源于拉伸作用,而压缩加载下则为剪切作用.试样的宏观断裂强度与固体键...     

"人工神经网络"方法用于超临界流体萃取模拟

在15－30MPa和303－323K条件下，用超临界CO2流体萃取沙棘籽油，结果表明，最高沙棘油收率（30MPa,308K)可达到90％以上，对过程进行动力学模拟，建立了超临界萃取过程的人工神经网络（ANN）模型，以MATLAB软件为平台，编制了SFE－ANN模拟程序系统，采用3层BP网络结构，以压力，温度、萃取时间为输入，以萃取出油量为输出对网络进行训练，由此得到的网络可以对萃取速率和单位时间床高方向的萃取出油量进行准确的模拟和预测，与实验结果比较证明，训练样本集误差为0．2％，测试样本集误差为0．5％，模拟误差小于6％。     

The effect of melting point distributions on DSC melting peaks

Summary We have investigated the influence of scanning rate on the form of DSC melting curves in semicrystalline polymers in which the melting point varies spatially within the sample. A numerical solution for the heat balance in the sample cell was used, taking into account heat absorbed during the melting transition for a given sample mass. The simulation accounted well for the effects of scanning rate on the shape of the DSC peak for polyoxymethylene samples crystallized above 150°C, which were assumed to be free from effects arising from lamellar thickening during the scan.     

微型流化床内混合特性的数值模拟

微型流化床反应分析仪是中国科学院过程工程研究所研制的具有等温微分反应特性,且适合于气固反应分析的新仪器。细微样品与高温流化介质的瞬间混合是该仪器实现等温微分的必要条件。针对如何满足该要求,基于欧拉多流体模型对连接不同进样器的微型反应器本体进行了三维数值模拟,得到了不同喷口结构和位置下的流动图景及混合区浓度的相对标准偏差曲线,定量表征了各种进样器的混合质量。同时采用高速摄像手段获得了冷态实验中颗粒流动的快照,验证了模拟计算结果的可靠性。模拟结果对脉冲射流微量进样器结构的优化提出了如下建议：进样细管应避免采用弯角喷口,弯角结构会导致脉冲进样载流气喷出方向与流化气流相逆,使得细微颗粒试样堆积滞留,影响混合效果。     

Dynamic simulation and control of gas turbines and compressor systems

A dynamic simulation program has been developed to model processes involving fluid compression, expansion, heat generation and heat transfer. Controller design procedures are embedded in the computer code. This allows easy transfer of information between simulation, used to sample the process response to various perturbation, and optimization of controller design and tuning. Equations are developed for some equipment models, based on 1-D flow approximation. The architecture of the simulation package based on the object paradigm is described. The program has been validated on test cases. In particular, compression stems have been evaluated for different strategies.     

侧面散热对导热系数测量的影响研究

稳态平板法测量导热系数因方法简单直接在测量材料的导热系数中广泛应用。但通过数值模拟和实验发现侧面散热对导热系数测量影响明显,采用大空间自然对流换热实验关联式对实验数据处理公式进行修正,在实验中得到较满意结果。利用数值模拟和实验对影响侧面散热的主要因素如环境温度、热源温度、样品厚度、试样导热系数进行研究,发现环境温度降低、热源温度增加、试样厚度的增加以及试样导热系数的减小,都会导致传热温差增加,侧面散热的绝对量和占总传热量的比例也随之增加。     

焦耳热效应对毛细管电泳中样品区带传输的影响

毛细管区带电泳过程中产生焦耳热效应会改变溶液的黏度,进而改变样品区带到达检测窗口的时间。建立了一个包含电势分布方程、连续性方程、动量方程、能量方程和样品组分迁移扩散方程的数学模型,应用有限元数值模拟的方法,对这些耦合的方程进行了求解。计算结构分析了在考虑和不考虑焦耳热的情况下样品组分区带的传输过程。结果表明,毛细管内径、对流换热系数及缓冲溶液浓度都会影响样品区带在毛细管中的运动速度,进而改变其到达检测窗口的时间。     

Evaluation of SOFC anode polarization simulation using three-dimensional microstructures reconstructed by FIB tomography

In order to evaluate the numerical simulation method for solid oxide fuel cell anode polarization, three-dimensional lattice Boltzmann method simulation is carried out using Ni–YSZ microstructures reconstructed by a focused ion beam scanning electron microscope. The effects of reconstructed sample volume size on the three phase boundary length, tortuosity factors and overpotential are first investigated. The YSZ tortuosity factor has remained nearly unchanged when the cross-sectional area exceeds approximately 200 μm², while the pore tortuosity factor is almost independent of the sample volume size. On the other hand, the Ni tortuosity shows very large variation regardless of the sample volume size. The overpotential predicted with the largest volume size sample is slightly larger than those of smaller volume samples. Two exchange current models based on patterned electrodes are assessed presently. Both models give weaker dependence on the steam concentration than the experimental data. From the predicted three-dimensional current stream lines, it is found that the mirrored computational structure gives a thinner reactive layer because of the factitious connection of Ni phase. Thus, it is recommended to use larger volume size samples which can cover whole reactive thickness when discussing the local potential and flux distributions.     

纤维增强轻质热防护材料隔热性能仿真研究

对陶瓷纤维增强气凝胶复合材料试验件建立有限元传热模型,对试验件非线性高温环境系的隔热性能进行研究。将计算结果与实验数据进行了对比,验证了此数值模拟方法的有效性。本文讨论的非线性边界条件下热传导模型为轻质隔热材料的安全设计提供了参考依据。     

Study of Optimal Adaptive Rule in Testing Composite Hypothesis

Abstract

In this article on sequential adaptive testing, we have studied the optimal allocation between two populations for testing a composite hypothesis involving the parameters, with the goal of decreasing allocation of one of the treatments to the order of the logarithm of the sample size while decreasing the probability of incorrect selection to zero. We have proved the result for large sample sizes both mathematically and by simulation studies.