田口方法下钢化玻璃的冲蚀性能及损伤形貌

根据内蒙古沙尘暴分布特点,采用田口正交方法,利用模拟风沙环境侵蚀实验系统,分析可控因素(冲蚀角度、冲蚀速度和沙流量)在冲蚀试验中的稳定性以及对钢化玻璃的冲蚀磨损性能的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)和激光共聚焦显微镜(LSCM)对冲蚀形貌进行分析。结果表明:冲蚀角度和冲蚀速度越大,信噪比越大,在冲蚀试验中数据越稳定,沙流量则相反;冲蚀角度对冲蚀率的贡献最大,其次是冲蚀速度,沙流量的贡献最小。低角度时,钢化玻璃的质量损失主要由切削作用引起,SEM图中可见明显的犁沟;而高角度时,钢化玻璃的质量损失则由裂纹叠加引起,SEM图中显示为脆性断裂凹坑。随着冲蚀角度的增大,钢化玻璃表面损伤区域的深度和宽度相应增加;损伤区域形状由长条形趋向于圆锥形。     

交变荷载和氯盐环境作用下钢绞线的腐蚀疲劳性能研究

为探寻交变荷载和氯盐环境对拉索中各钢绞线力学性能的影响,进而预测不同腐蚀区绞线的疲劳寿命,本研究通过盐雾腐蚀试验来模拟钢绞线在交变荷载和氯盐环境共同作用下的腐蚀情况,考虑不同应力幅对钢绞线腐蚀疲劳寿命的影响,并运用灰度处理方法,对钢绞线腐蚀程度进行量化分区,便于分析不同腐蚀区钢绞线的破坏模式.研究结果表明:拉索外侧钢绞线比拉索内侧钢绞线更容易腐蚀,其腐蚀程度与所施加应力幅相关,应力幅越大,钢绞线腐蚀程度越高,开裂韧性值越低,易发生脆性破坏.随着应力幅值降低,钢绞线开裂韧性值提高,钢绞线破坏模式由脆性破坏转变为延性破坏.此外,通过疲劳试验,基于三参数法,提出不同腐蚀程度的钢绞线的疲劳寿命预测模型,为进一步探究拉索疲劳腐蚀机理提供参考.     

6061Al／SiC层合复合材料在交变温度场作用下热应力的有限元分析

对 60 61Al/ Si C层合复合材料在交变温度场作用下的热应力进行数值分析。采用ANSYS有限元分析软件中的结构单元 ,将金属铝视为弹塑性材料 ,且采用 Mises随动强化塑性模型 ,同时计及温度对材料性能的影响 ,计算了不同温度下的残余塑性变形和热应力 ,并给出了2 0 5℃至 2 0℃交变温度场作用下的残余热应力循环曲线 ,数值计算结果与实验数据复合较好。本文的研究工作为该复合材料的疲劳寿命的预报提供良好的理论基础。     

6061Al／SiC层合复合材料在交变温度场作用下热应力的有限元分析

对６０６１Ａｌ／ＳｉＣ层合复合材料在交变温度场作用下的热应力进行数值分析。采用ＡＮＳＹＳ有限元分析软件中的结构单元，将金属铝视为弹塑性材料，且采用Ｍｉｓｅｓ随动强化塑性模型，同时计及温度对材料性能的影响，计算了不同温度下的残科塑性变形和热应力，并给出了２０５℃至２０℃交变温度场作用下的残余应力循环曲线，数值计算结果与实验数据复合材料好。本文的研究工作为该复合材料的疲劳寿命的预报提供良好的理论基础。     

爆炸荷载作用下钢筋混凝土柱损伤FEM分析

采用有限元分析方法,对钢筋混凝土柱在爆炸荷载作用下的损伤程度进行了数值分析和评估,为建筑物抗爆设计和选择防爆安全距离提供一定的参考。采用有限元软件对钢筋混凝土框架柱在外部爆炸荷载作用下的非线性反应特征和损伤程度进行分析,采用一种塑性损伤模型,数值模拟分析时考虑材料的应变率效应。将混凝土框架柱的损伤划分为四个等级,并给出柱的防爆等级与距离的评估图。     

移动荷载作用下结构损伤的近似熵分析

当移动荷载接近或远离结构损伤部位时,结构的振动响应的幅值和非线性特征会发生变化,可以从中提取有关结构损伤的信息;近似熵可以表达一个时间序列的复杂性和内在模式。用移动荷载作用于结构上,对其振动响应数据进行近似熵计算,提取其非线性特征值,进而用神经网络进行结构损伤模式识别。通过一个移动荷载作用下简支梁的计算实例考察了这一方法的有效性。移动荷载的作用,使得损伤造成的结构非线性特征更加显著;研究、计算与实测案例表明近似熵能够有效地表征信号的非线性程度,而且对噪声干扰的敏感度低,可以作为神经网络模式识别的特征向量。     

爆破作用下隧道围岩损伤红外热像分析

隧道在爆破荷载作用下的温度变化会使围岩遭受温度应力集中效应,造成围岩结构损伤,使隧道光爆成型质量差,如何避免围岩缺陷对隧道光爆成型质量的影响亟待研究与解决。以成渝高铁某隧道工程为背景,基于红外热像原理,对隧道掌子面光爆红外热像进行实验设计,从不同部位的节理裂隙岩体的红外温度异常区域的温度分布、温度变化范围等方面对围岩缺陷进行判断,分析其分布规律。研究结果表明:掌子面岩石具有明显的高温条带与低温区域相间的辐射温度场,节理裂隙处红外温度较低,岩石突变处红外温度较高;掌子面岩石破裂过程中红外温度异常,主要表现为阶梯状交替升降温,并明显出现高温区和低温区。研究结果可为隧道光爆炮孔布置、装药参数设计、围岩稳定性评价提供一定的科学依据。     

爆破作用下隧道围岩损伤红外热像分析

隧道在爆破荷载作用下的温度变化会使围岩遭受温度应力集中效应,造成围岩结构损伤,使隧道光爆成型质量差,如何避免围岩缺陷对隧道光爆成型质量的影响亟待研究与解决。以成渝高铁某隧道工程为背景,基于红外热像原理,对隧道掌子面光爆红外热像进行实验设计,从不同部位的节理裂隙岩体的红外温度异常区域的温度分布、温度变化范围等方面对围岩缺陷进行判断,分析其分布规律。研究结果表明:掌子面岩石具有明显的高温条带与低温区域相间的辐射温度场,节理裂隙处红外温度较低,岩石突变处红外温度较高;掌子面岩石破裂过程中红外温度异常,主要表现为阶梯状交替升降温,并明显出现高温区和低温区。研究结果可为隧道光爆炮孔布置、装药参数设计、围岩稳定性评价提供一定的科学依据。     

盐冻条件下水泥砂浆受风沙冲蚀磨损性能及损伤机制

通过气流挟沙喷射法对水泥砂浆进行了复合盐-冻融循环后气-固两相流冲蚀磨损试验研究。基于SEM、激光共聚焦显微镜（LSCM）和XRD,观测了水泥砂浆试件冲蚀磨损后表面微观形貌,分析了盐冻前后其表面化学成分,探究其冲蚀损伤机制。结果表明：相同冲蚀试验条件下,水泥砂浆试件冲蚀率随冲蚀角度的增加而增大,在高冲蚀角下的增长趋势较为缓慢;冲蚀率随复合盐-冻融循环次数的增加出现先减小后增大的趋势,在冻融10次时冲蚀率最小;同等条件下,8%浓度下的冲蚀率均大于10%浓度下的冲蚀率。冲蚀损伤过程中动能法向分量起决定性作用,明显特征表现为冲蚀坑和微破坏区的出现。复合盐-冻融循环对冲蚀磨损性能的影响主要体现在两个方面：物理方面,表现为降温过程中溶液过饱和晶体析出以及冰胀压和渗透压对内部孔隙的作用;化学方面,溶液中的阴离子与水泥砂浆发生化学反应,生成钙矾石和石膏晶体填充在水泥砂浆内部,提高了其致密性,但后期晶体压力的增大会促进裂缝的产生,对水泥砂浆抗冲蚀磨损能力产生不利影响。     

轴向载荷作用下的样品微纳米形貌测量装置

为解决材料在受力状态下微观形貌的检测问题,开发了一套原位拉伸实验装置.该装置可以与不同测量设备结合,在样品被拉伸过程中,观察微纳米尺度的形貌变化.对于一个20 mm长的样件,该装置可以实现拉伸的最大应变为400%,最大拉伸力为19.6 N.以薄膜材料为例,观察了样品在受轴向拉伸载荷状态下微米尺度和纳米尺度形貌的变化情况,同时得到了应力-应变曲线.实验结果验证了本装置的可行性.     

LY12铝合金微观组织在交变磁场作用下组织变化研究

通过对LY12铝合金试件在交变磁场作用前后的微观组织变化研究,分析磁处理前后微观组织组成成份变化,进而得出交变磁场导致LY2铝合金组织细化的组织因素及作用机理,发现磁处理技术对铝合金的塑性有所提高,强度变化不人.     

细水雾作用下烟颗粒形貌及尺寸变化规律研究

利用Sirion200型场发射扫描电子显微镜拍摄细水雾作用前后柴油和聚氯乙烯(PVC)材料烟颗粒的形貌和内部结构图像。定义了烟颗粒的采样平均直径(dA)和表面密度(ρS),利用统计分析的方法计算了细水雾作用前后烟颗粒的dA和ρS,研究了采样点空间位置、细水雾工作压力、雾滴粒径和雾滴速度等因素对dA和ρS的影响规律,揭示了细水雾冲刷火灾烟颗粒的主导机理,为细水雾技术用于计算机房等电气环境的火灾烟气抑制提供了科学的参考依据。     

应力作用下点蚀损伤发展特点的理论分析

根据现场挂片试验下点蚀发展速度规律和应力对腐蚀电流的加速效应,提出了应力作用下点蚀速度和点蚀坑形状变化规律的微分方程,并通过数值方法进行求解.分析发现,应力作用下腐蚀速度更快;点蚀坑的形状受应力影响,通常在垂直于主应力方向上腐蚀更快,可能逐渐形成垂直于主应力的扁平型点蚀坑甚至发展成为裂纹;应力必须要达到一定数值才会对腐蚀速度有明显的影响,对于304不锈钢半球形点蚀损伤,残余应力达到180 MPa就可能引起点蚀坑迅速发展成裂纹.     

低速冲击作用下碳纤维复合材料铺层板的损伤分析

建立了一个有效计算模型, 以分析碳纤维复合材料层合板在低速冲击作用下的层内和层间失效行为。针对铺层板的层内损伤, 在基于应变描述的Hashin 失效准则的基础上, 建立了单层板的逐渐累积损伤分析模型;针对铺层板的脱层损伤, 建立了各向同性脱层损伤模型, 通过结合传统的应力失效准则和断裂力学中的能量释放率准则定义了界面损伤演化规律, 并在潜在产生脱层的区域模拟为粘结接触, 并将脱层损伤模型作为界面的接触行为。该计算模型通过商用有限元软件ABAQUS/ Explicit 的用户子程序实现。使用该计算模型对碳纤维增强环氧树脂复合材料层合板在横向低速冲击作用下的损伤和变形行为进行预测分析。数值仿真的结果与试验结果进行了比较, 取得了满意的结果, 验证了该模型的正确性。      

爆炸荷载作用下围岩累积损伤效应的数值分析

巷道爆破开挖推进过程中,循环爆破开挖的多次扰动作用使保留岩体产生累积损伤,导致岩体力学参数的弱化,从而造成工程岩体的宏观失效。利用ANSYS/LS-DYNA的重启动技术,通过损伤云图和损伤变量D的变化,对圆形巷道循环进尺过程中爆破作用下的岩体累积损伤效应进行研究。计算结果表明:随着掌子面推进爆破次数的增加,围岩的损伤程度加深,但影响深度变化较小;在装药量和爆心距不变的情况下,损伤量与爆破次数之间有很好的非线性关系,即爆破损伤的累积具有非线性特性。     

含表面缺口层压板的损伤形貌特征

本文用改进的揭层技术研究含表面缺口层压板的损伤形貌特征.试验了两种即矩形和圆弧形剖面的表面缺口试样.结果表明,改进的揭层技术可以清楚地显示出层压板各层的损伤形貌,因此也给出了含表面缺口层压板损伤形貌特征的一些有意义的结果.     

室温条件下纳米银的温和制备和形貌调控

目的 探究室温条件下不同还原剂以及其他实验助剂在化学还原纳米银过程中对其颗粒粒径、尺寸分布和形貌的影响。方法 以抗坏血酸为还原剂,聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为分散剂,柠檬酸钠为保护剂和第2还原剂,选择葡萄糖和硼氢化钠作对照,在室温下通过化学还原的方法来制备纳米银颗粒。通过马尔文激光粒度仪、紫外–可见光谱（UV–vis）、透射电镜（TEM）等对所制备纳米银进行表征。结果 采用抗坏血酸作为还原剂时,通过调控抗坏血酸体积（0.2 mL）,固定柠檬酸钠和PVP体积分别为0.5、0.6 mL,制备出粒径较小（平均粒径为56 nm）且尺寸分布较均一的球形纳米银;采用葡萄糖和硼氢化钠作还原剂时纳米银颗粒尺寸过大（平均粒径分别为216nm和189nm）。结论 采用抗坏血酸作为还原剂,调控柠檬酸钠、PVP等实验参数在最佳范围,更容易制备出球形度好、粒径小的均匀纳米银溶液。     

磁性流体在交变梯度磁场作用下发生磁致伸缩的实验研究

实验建立一个交变的梯度磁场作用于磁性流体,通过压电陶瓷换能器检测到磁性流体振动而产生的声波,发现磁性流体在交变梯度磁场作用下有磁致伸缩效应.导出了磁性流体振动特性的动力学一般方程,揭示了交变的梯度磁场作用引起了交变的磁性流体的内压强,从而引起磁性流体的体积发生伸缩,产生机械振动,激励空气产生声波的机理.     

高压水射流作用下岩石的损伤模型

基于高压水射流破岩过程的分析,运用连续损伤力学和细观损伤力学理论,建立了适用于水射流破岩两个阶段的岩石损伤模型以及两个阶段岩石损伤的耦合模式。依据所建立的损伤模型,利用非线性动力有限元方法,对高压水射流破岩的全过程进行了模拟,计算结果与试验规律基本一致。     

单柱式钢筋混凝土桥墩在水平地震作用下的损伤分析

本文探讨了将结构损作理论引入结构时程反应分析的方法，其基本思想是建立基于位移幅值和低周疲劳的双参数损伤模型，然后利用时程分析方法来确定结构在每一时刻位移，并根据位移来计算累积损伤，当损伤值超过一确定的值时表明结构破坏，根据以上原理对单柱式混凝土桥墩进行了损伤分析。