高模量沥青混凝土蠕变特性研究

通过单轴压缩蠕变试验和低温弯曲蠕变试验测试了不同试验条件下高模量沥青混凝土的蠕变劲度模量,分析不同的组成材料对高模量沥青混凝土蠕变性能的影响规律.结果显示低标号沥青和外掺剂能够显著提高沥青混合料的劲度模量,降低沥青混合料在高温蠕变过程中的瞬间变形和黏弹性变形发展的速度,但低温环境下高模量沥青混凝土对持续弯拉应力的松弛能力有所降低.     

土工织物的蠕变性能和侧限蠕变试验研究

土工织物的蠕变现象十分明显，它的蠕变性质和许多因素有关。其中有无土侧限条件时，蠕变性能不一烊。提交了2种典型土工织物的侧限拉伸蠕变试验结果，分析在不同的荷载水平和上覆土压力限制下土工织物蠕变性能的变化，反映出土工织物在砂土中拉伸模量和抗拉强度随着上覆压力的增加而提高，蠕变应变和蠕变系数显著减小。     

单相LAZ532-2RE镁锂合金拉伸蠕变性能

试验研究了铸态LAZ532-2RE合金在温度为398K～448K和压力为60～100 MPa的范围内的压蠕变行为.结果表明,在398、423和448K温度蠕变测试时,应力指数n值分别为4.25、4.98和6.23,蠕变激活能Qc值在60、80和100 MPa的应力条件时分别为104、118和134 kJ/mol,其对应的蠕变机制,应力指数在4.25～4.98之间时,蠕变机制是位错攀移型蠕变.当n大于6时,属于受非基面位错运动控制的蠕变,稀土相在高温蠕变过程中阻碍了位错运动,提高了该合金的高温蠕变性能.     

基于Burgers四元件模型的索膜结构蠕变性能分析

索膜结构在一定的温度和恒定外力作用下会产生变形随时间增长而逐渐增大的现象,即蠕变现象,影响结构的使用价值,因而对索膜结构的蠕变性能的研究是至关重要的.文章利用描述粘弹性蠕变行为的Burgers四元件模型来模拟索膜结构的蠕变性能,推导出蠕变影响的有限元方程.同时,还利用ANSYS软件对索膜结构进行蠕变分析,得出了蠕变第一阶段曲线,为研究蠕变影响的应力应变分析提供了科学依据.     

热连轧403Nb棒材的组织结构与蠕变性能

为了获得403Nb钢更好的加工工艺及优异的高温蠕变性能,借助扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、x射线衍射仪（XRD）等分析手段,并通过蠕变性能测试,对热连轧403Nb钢蠕变前后的组织结构及行为进行了研究.结果表明：403Nb钢在热连轧期间发生了动态回复及动态再结晶,其组成相包括：α Fe、（Fe,Cr）23C6及（Fe,Cr,Nb）C,其中,（Fe,Cr）23C6多分布于晶界,（Fe,Cr,Nb）C主要分布于晶内.在实验条件下,热连轧403Nb钢具有极强的温度敏感性和应力敏感性,其蠕变激活能Q=287.5kJ/mol.蠕变期间发生了大量的交滑移,碳化物通过阻碍位错运动以及“钉扎”晶界起到提高蠕变抗力的作用.     

Sn对AX55铸造合金组织与蠕变性能的影响

为了提高Mg-5Al-5Ca(AX55)铸造镁合金基体组织和共晶组织的耐热性能,以Sn为变量设计了AX55-x Sn(x=0,0. 5,1. 0,1. 5)合金,研究了T61和T62对合金组织、硬度与蠕变性能的影响.结果表明,随着Sn含量的增加,合金基体中析出的Al2Ca相增多,使得α-M g基体得到强化.在共晶骨架相附近析出的CaMgSn相可使共晶组织得到强化.在175℃/70 MPa蠕变100 h条件下,AX55-x Sn合金的最小蠕变速率和蠕变总量随Sn含量的提高而降低. AX55-1. 5Sn合金性能最佳,且其最小蠕变速率为5. 21×10-8s-1,100 h总蠕变量为0. 065%.相比T61,T62能够提高AX55-x Sn合金的基体硬度和蠕变性能.     

基于TTS本构模型真三轴条件下的热蠕变研究

真三轴条件下单调和循环温度荷载显著影响土体轴向、径向变形和侧压力系数,对能源地下结构抗裂、沉降控制及承载力设计提出了挑战．基于清华热力学岩土（Tsinghua thermodynamical soil,TTS）本构模型及Matlab点源求解程序,开展一维压缩和平面应变状态下饱和黏土和粉土的排水热蠕变模拟．分析一维侧限条件下超固结比（over consolidated ratio,OCR）和温度循环对热蠕变的影响;预测OCR及温度循环次数对侧压力系数的影响;模拟真三轴应力条件下各个主应力方向的热蠕变．TTS本构模型模拟的Bonny粉土真三轴排水条件下热蠕变方向和大小与试验结果符合,预测的相同试验条件下Bangkok软黏土温度蠕变幅值更大.结果表明,TTS本构模型可以合理描述真三轴条件下各主应力方向收缩或膨胀的热蠕变及温度剪应变．研究可为能源桩侧摩阻承载力设计提供参考．     

蠕变劲度模量—评估沥青混合料路用性能的有效指标

本文在分析我国现行沥青混合料设计方法之不足的基础上,对于沥青混合料的力学指标蠕变劲度模量进行了研究。结果表明,该指标既同沥青混合料的组成密切相关,又能反映沥青混合料的路用性能,因而可以用于沥青混合料的组成设计、路用性能评估以及路面结构设计,这一指标的应用将使得我国现行沥青混合料设计方法的缺陷得以弥补成为可能。此外,本文还对这一指标的应用前景进行了探讨。     

基于多应力蠕变回复试验的沥青结合料高温性能评价

为了更好地评价沥青结合料的高温路用性能, 基于动态剪切流变仪(DSR)的应用, 选用基质沥青和SBS改性沥青, 在通过震荡试验确定沥青PG高温等级的基础上, 采用多应力蠕变回复(MSCR)试验对比分析和评价了沥青结合料的高温抗车辙性能.结果表明, 现有规范中的震荡试验得到的车辙因子指标G^*/sinδ可以很好地评价基质沥青的高温性能(不适用于改性沥青);而MSCR试验得到的回复率R能很好地表征改性沥青的延迟弹性, 蠕变柔量J_nr则可以考虑取代车辙因子作为沥青结合料高温性能评价的新指标.此外, SBS改性沥青的应力敏感性问题比基质沥青更为显著.     

一种测量垂直深孔三维地应力的新型装置

本文首次提出在进行垂直深孔三维地应力测量时，直接获得应变全过程曲线的一种新方法──多路应变地应力遥测系统。作者在白云鄂博铁矿的地应力测量中证明其方法是可行的。     

基于重复加载蠕变试验的沥青混合料高温性能研究

为了研究沥青混合料的高温蠕变特性,选取AC-13、AC-16和AC-20 3种不同类型的沥青混合料,在室内进行重复加载蠕变试验,并从蠕变曲线中提取相关的力学参数分析其变化规律,结合车辙试验结果,论证评价指标的可行性。结果表明,斜率b、组合参数εp/Fn与车辙试验指标的相关性较好,而永久应变εp和截距a与车辙试验结果的相关性较差,流动次数Fn存在局限性;对于组合试件,εp/Fn与车辙深度值的相关性最好。因此建议采用εp/Fn作为沥青混合料的高温性能评价指标,从而为沥青路面车辙预估模型的研究及混合料设计提供参考价值。     

枝晶间距对镍基单晶合金蠕变性能的影响

为了研究枝晶间距对镍基单晶合金组织与蠕变性能的影响,采用不同抽拉速率制备出两种不同枝晶间距的单晶镍基合金.通过蠕变性能测试及组织形貌观察,研究了枝晶间距对合金成分偏析及蠕变性能的影响.结果表明,随着合金枝晶间距的减小,元素成分偏析程度降低,且在相同热处理条件下,枝晶间距较小的合金具有较好的蠕变性能.合金在稳态蠕变期间的变形机制是位错攀移越过筏状γ′相,而蠕变后期的变形机制是位错在基体中滑移和切入筏状γ′相.蠕变断裂后,在试样不同区域筏状γ′相具有不同的形貌,在远离断口区域,筏状γ′相与应力轴方向垂直,而在近断口区域,筏状γ′相尺寸及扭曲程度均增加.     

一种镍基单晶合金的拉伸蠕变特征

研究了[001]取向镍基单晶高温合金的高温拉伸蠕变性能,通过SEM、TEM观察分析了相的形貌演化及合金的变形机理．结果表明：在980～10200C／200～280MPa条件下蠕变曲线均由初始、稳态及加速蠕变阶段组成;在拉伸蠕变期间γ’强化相由初始的立方体形态演化为与应力轴垂直的N-型筏形状;初始阶段位错在基体的八面体滑移系中运动,稳态阶段不同柏氏矢量的位错相遇,发生反应形成位错网;蠕变末期,应力集中致使大量位错在位错网破损处切入筏状γ’相是合金发生蠕变断裂的主要原因．     

晶体取向对一种单晶镍基合金高温蠕变性能的影响

研究了一种镍基单晶高温合金CM186LC在两个晶体取向下的高温蠕变性能。在不同的温度压力条件下,对[001]和[011]取向试样均进行拉伸蠕变试验,并用扫描电子显微镜观察各试样断口的微观结构特征。蠕变试验结果显示:在750℃/700 MPa和900℃/320 MPa的蠕变试验条件下,[001]晶体取向试样蠕变寿命高于[011]晶体取向试样,特别是在750℃/700 MPa的蠕变试验条件下,试样各向异性程度更高。利用扫描电子显微镜观察试样的断口和组织结构表明:在750℃/700 MPa试验条件下,[001]取向试样断裂特征为解理型断裂,[011]取向试样断裂特征为剪切断裂;在900℃/320 MPa试验条件下,两种取向试样断裂特征均为韧性断裂。由此可见,晶体取向对镍基单晶高温合金CM186LC的蠕变性能有显著地影响。     

基于导线径向温度和蠕变的导线弧垂计算方法

输电线路弧垂是线路安全运行的重要指标,针对输电导线温度非均匀分布和蠕变带来的弧垂计算偏差,本文开展了径向温度和蠕变对弧垂计算模型影响程度的研究。首先,基于导线的物理构成和结构特征建立了导线的有限元模型,对不同运行状态下的输电导线进行有限元仿真,分析了不同运行状态下的导线径向温度分布规律;其次,建立了考虑径向温差的导线应力、导线径向热膨胀和蠕变的弧垂计算模型,基于力平衡原理研究了考虑径向温差的导线径向热膨胀、导线应力与伸长量的关系,分析了蠕变与伸长量的关系,并通过伸长量与弧垂的关系函数得到导线弧垂;最后,为了验证该弧垂计算模型的准确性和实用性,本文基于陕西某110 kV实际输电线路进行了验证。结果表明：对于本现场实际运行的导线来说,蠕变对弧垂计算的准确性影响最大,其次是导线径向温差,最后是径向热膨胀;在忽略导线径向温差、径向热膨胀和蠕变时,弧垂计算的误差范围为-45.2%~-30%,最大误差高达45.2%,而本文的优化模型计算误差小于1.1%;当忽略导线径向温差和径向热膨胀时,导线弧垂计算存在误差,且随着径向温差的增大,忽略导线径向温差和径向热膨胀带来的弧垂计算误差也逐渐增大。     

一种新型的计算内点应力的边界元方法

推证传统边界元内点应力积分方程的被积函数的散度等于零,对于线弹性平面问题,选择满足Ｎａｖｉｅｒ方程的二次位移形函数,利用边界单元两端点的位移和面力,将原应力公式转化为相应的应力势函数的代数和,解算中,不用数值积分,求得的应力数值与理论解对比,精度特好,较好地克服了边界层效应问题。     

弯扭组合作用梁的一种新型实验方案

基于梁的弯曲、轴的扭转和应力应变分析等理论,设计了一个创新型弯扭组合实验方案。利用梁的弯曲变形理论计算横向外载荷引起的横截面上的正应力和切应力,利用轴的扭转理论计算外力偶矩引起的横截面上的周向切应力,结合切应力互等定理和广义胡克定律计算出梁外表面上任意点任意方向的应变,并与实验测试值进行比较。教学过程及教学效果表明,该实验方案能够使学生增强对基础理论的理解,提高对知识的运用能力。     

一种非定常参数的岩石蠕变本构模型

在前人的研究基础上提出了一种新的非定常参数的岩石蠕变模型,该模型由一个牛顿体和一个类似于开关的SO元件并联后与一个广义Kelvin体串联,通过SO元件的作用,新模型可以在Burgers模型与广义Kelvin模型之间切换,并将Burgers模型中牛顿体的粘滞系数η1看成与时间有关的非定常参数,使得模型不仅可以反映稳态蠕变过程也可以反映加速蠕变过程.     

基于ANSYS的碳纤维约束混凝土棱柱体热应力分析

碳纤维增强塑料（CFRP）加固修复混凝土结构技术在国内外迅速的发展起来,它有高强、轻质、耐腐蚀耐疲劳、施工便利、不增加构件尺寸等优点,因此,在混凝土加固工程中得到大量的应用。由于碳纤维与混凝土的线膨胀系数的不同,在温差的作用下,碳纤维加固混凝土结构中将产生温度应力。本文应用ANSYS软件分别对在降温温差30、40、50、60℃作用下的碳纤维加固混凝土棱柱体进行了温度应力分析。