砂浆材料SHPB实验及惯性效应的数值模拟研究

进行了砂浆材料在不同应变率下的SHPB实验,拟合实验数据得到了动态强度放大因子DIF随应变率变化的关系曲线。基于实验测得应变率时程曲线,采用简化有限元模型,对实验进行了数值模拟。该文探讨了动态压缩实验中惯性效应产生的原因,并基于数值模拟对本实验中惯性效应对材料动态强度的影响进行了剥离,得到了砂浆材料动态强度放大因子随应变率变化的固有特性曲线,并将该固有特性曲线作为数值模拟中应变率效应的输入,计算结果与实验得到的应力-应变曲线吻合较好。进一步通过比较输入CEB推荐曲线和已有半经验公式的模拟结果,验证了所提出砂浆材料动态强度放大因子固有特性曲线的优越性。     

Al/MoO3薄膜厚度对含能半导体桥发火特性的影响

使用微细加工技术在半导体桥上分别集成3μm和6μm厚度的Al/MoO_3纳米含能复合薄膜,制备成含能半导体桥,并使用电容放电的激发方式,研究薄膜厚度对含能半导体桥发火特性的影响。研究发现,随着薄膜厚度的增加,含能半导体桥的临界发火时间和临界发火能量无显著性变化,电容放电的作用总时间、作用总能量和能量利用效率降低,能量输出效率显著增加。     

“D.C.B”试件的冲击试验

本文介绍了楔型冲击加载双悬臂梁(D.C.B)试件的动态测试技术。实测了冲击力随时间变化曲线;裂纹尖端及试件中部应变随时间变化曲线。并由此测试结果分析计算试件的动态断裂韧性K_(1d)随时间变化曲线,从而为准确的动态强度计算打下了基础。     

汽车半轴中频感应淬火的质量实时控制

利用RAYTEK红外测温仪测量了汽车半轴中频感应淬火时不同电参数情况下的表面温升曲线.并对有效硬化层深、过渡区层深、表面硬度变化以及金相组织进行了研究.得到了性能随电参数变化的规律.把所有金相以及硬度和层深分布都合格的样品与淬火时实时测量的表面温升曲线相对应,得到了质量合格区.从而实现了用测温仪在线实时控制,当温升曲线进入合格区时即可停止加热并立即淬火.     

机械阻抗法在建筑物基桩无损检验中的应用

本文介绍了基桩无损检测的机械阻抗法。该法是用电磁激振器对桩头施加激振力,用速度传感器测量动态响应即振动速度,用X—Y记录仪自动记录随频率f变化的机械阻抗曲线,即f—V/F曲线。通过对该曲线的分析和判读即可检查桩身混凝土质量和完整性,估计桩的承载力。本文还对该法的基本原理,激振和测量系统以及桥梁现场试验结果作了说明。     

服从分数导数Kelvin本构模型的粘弹性阻尼器的阻尼性能分析及试验研究

从分数导数的定义出发,提出了在经典粘弹性模型理论中采用Abel粘壶取代传统牛顿粘壶的新观点.将高分子粘弹性阻尼器在MTS831.10材料试验机上进行动态力学行为试验,对试验结果用分数导数模型进行拟合.结果表明,分数导数Kelvin模型可以同时精确地拟合高分子材料的存储模量和损耗模量随频率变化的曲线,而且其形式简单、统一.在计算过程中需要调整的参数很少.最后将分数导数模型引入静态特性公式,得出了圆筒状粘弹性阻尼器动态刚度与阻尼的表达式.     

约束阻尼型隔振器粘弹材料振动温升研究

从非线性粘弹材料的动态耗能特性出发,运用渐进积分方法建立的数学模型分析了约束阻尼型隔振器在正弦载荷作用过程中的粘弹材料剪切温升历程,并对设计的剪切型约束阻尼隔振器进行正弦扫频实验。用压电传感器记录其加速度变化历程,同时使用红外线测温仪测定隔振器中粘弹材料的温升历程。通过理论曲线与试验曲线的对比,二者相似度达到90%以上,验证了温升理论模型的正确性。研究结论合理解释了不同量级下隔振器固有频率的变化以及隔振系统隔振效果的变化,振动温升变化对研究非线性粘弹性材料阻尼性能贡献、材料热损伤和破坏提供了参考依据。     

杨木静动态压缩本构模型研究

目的 以杨木为研究对象,研究其静动态压缩载荷作用下应力-应变曲线的变化特征,建立适合的本构模型,并对其进行描述。方法 对杨木试件进行静动态压缩加载试验,分析静动态压缩载荷作用下杨木应力-应变曲线的变化特征,构建适用于静动态压缩载荷作用下杨木的本构模型。结果 静态压缩加载杨木的应力-应变曲线分为线弹性阶段、屈服阶段和密实化阶段等3个部分,动态压缩加载杨木的应力-应变曲线分为线弹性阶段和屈服阶段等2个部分;静态压缩加载时,杨木轴向屈服应力最大,分别是径向和弦向的5.70倍和7.75倍;动态压缩加载时,当应变率从400 s-1增加到1000 s-1时,径向、弦向和轴向的屈服应力分别增加了1.51,1.59,3.12倍,杨木的屈服应力具有应变率敏感性;采用包含应变率影响的本构方程来描述杨木在静动态压缩载荷作用下的本构关系是比较合适的。结论 杨木是一种应变率敏感材料,静动态压缩载荷作用下杨木的应力-应变曲线均表现出多孔材料的特征,将多孔材料本构模型应用于木材是可行的。     

获取材料应力应变关系的锥形压入新方法

采用自主研发的便携式压入设备,对材料平滑表面进行单调压入试验获得载荷—深度曲线,进而获得材料的单轴应力应变关系曲线。在等向强化、各向同性、单调加载条件下,基于能量原理和有限元分析提出应用双锥无卸载的压入载荷—深度曲线预测具有Hollomon律的材料应力应变关系半解析新公式。在有限元验证方面,根据不同材料的Hollomon律应力应变作为有限元本构关系条件获得的载荷—深度分析结果与压入载荷—深度关系吻合较好。在试验方面,通过压入载荷—深度曲线得到加载曲率,然后利用半解析新公式得到的材料单轴应力应变关系与单轴拉伸试验结果进行比较,结果表明新方法获取的材料应力应变关系和单轴拉伸试验结果有较好的一致性。     

半导体桥电热性质初探

介绍了半导体桥(SCB)发火器件的工作机理。通过对恒流作用下V型半导体桥的电热特性建立数学模型,得出了SCB的夹角越小、发火电流越大则发火时间越快的关系。但是,由于夹角受到半导体桥临界能量的影响,存在一个最小值,也是V型角的最佳角度。本文同时给出了一个计算升温时间的公式。     

半导体桥电热性质初探

介绍了半导体桥(SCB)发火器件的工作机理。通过对恒流作用下V型半导体桥的电热特性建立数学模型,得出了SCB的夹角越小、发火电流越大则发火时间越快的关系。但是,由于夹角受到半导体桥临界能量的影响,存在一个最小值,也是V型角的最佳角度。本文同时给出了一个计算升温时间的公式。     

基于概率性地震需求模型的桥梁易损性分析

采用概率性地震需求分析方法,建立了汶川地区典型简支梁桥的分析型地震易损性模型。基于汶川地震桥梁震后调查资料,评估了桥梁结构参数的不确定性,抽样并生成一系列桥梁的有限元模型样本。利用汶川地震实测地震波对所建立的桥梁有限元模型进行非线性动力时程分析,并记录每一组分析中桥梁构件的地震峰值响应,通过回归分析建立地震动强度和桥梁构件地震需求之间的关系。在确定桥梁不同损伤状态对应的构件极限状态后,基于对数正态分布假设生成不同损伤状态对应的地震易损性曲线,最后基于可靠度理论计算得到桥梁系统易损性的上下确界。生成的地震易损性曲线可以进一步用于地震风险评估和震后加固优先级决策。     

基于Cu阻挡层的Al/CuO含能半导体桥的电爆性能研究

界面层的反应性是纳米含能复合薄膜(RMFs)制备中的重要因素,直接影响纳米RMFs的反应性能。为了研究纳米Al/CuO RMFs在半导体桥上集成后的电爆性能,采用磁控溅射工艺制备了Al/CuO含能半导体桥（Al/CuO-ESCB）和Al/Cu/CuO含能半导体桥(Al/Cu/CuO-ESCB),研究了Cu层作为阻挡层对Al/CuO-ESCB电爆过程的影响。结果表明:增加Cu阻挡层可以缩短ESCB的临界激发时间,增加ESCB的燃烧时间。     

冲击载荷下玄武岩纤维增强混凝土的动态本构关系

为了研究玄武岩纤维增强混凝土的动态本构关系,利用Ф100mm分离式霍普金森压杆装置,对玄武岩纤维增强混凝土进行冲击压缩试验,得到了动态应力-应变曲线,对试验数据进行了分析,根据试验结果,通过叠加应变率强化效应和损伤软化效应,对混凝土静态Ottosen非线性弹性本构模型进行修正,建立了玄武岩纤维增强混凝土损伤型的动态本构模型,确定参数并将理论模型计算结果与试验结果进行了对比。研究表明,玄武岩纤维增强混凝土的动态性能存在明显的应变率强化效应,动态强度增长因子和峰值应变与应变率对数之间存在近似函数关系;建立模型的方法可行,理论模型计算结果与试验结果吻合较好,建立的本构模型可用来描述玄武岩纤维混凝土的动态力学行为,并能为玄武岩纤维增强混凝土的进一步研究和工程应用提供参考依据。     

Evaluation of Static and Dynamic Cushioning Properties of Polyethylene Foam for Determining Its Cushion Curves

A comparison of static and dynamic cushioning properties of polyethylene foam is discussed in this paper. A dynamic factor function is defined and obtained from the analysis on the experimental data from compression and cushion tests. The deformation energy per unit volume is taken into consideration to make an estimate of the maximum strain and dynamic stress data in an impact, and the peak acceleration can be predicted from the compression data corrected for the dynamic effects by the dynamic factor function. Then, the cushion curves at almost every test condition, such as different drop heights or thickness of cushioning material, can be approximated by a specially developed computer code using Matlab. This research can assist in determining the accuracy of cushion curves for all variants of a particular cushioning material from the dynamic factor function and compression test data. This new procedure will greatly simplify the experimental process for determining cushion curves. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

钢筋混凝土矩形空心桥墩抗震性能

针对钢筋混凝土(RC)矩形空心桥墩基于性能抗震设计所需要的性能量化参数和抗震性能问题,该文对高宽比、轴压比、纵向和横向配筋率不同的12个约束良好的RC矩形空心桥墩,开展了恒定轴力作用下的水平循环荷载试验研究,并把试验观测到的桥墩主要损伤状态与工程设计参数联系起来,以满足基于性能抗震设计所需要的量化指标。在此基础上,基于OpenSees软件平台,采用纤维模型对试件体桥墩的滞回性能进行数值模拟,模拟结果与试验数据吻合良好。结果表明:使用累积概率曲线,可以较好地把混凝土开裂和剥落等主要损伤状态与混凝土压应变和纵向钢筋拉应变等工程极限状态联系起来,为基于性能的桥梁抗震设计提供量化指标。试件体桥墩的延性系数在3.71~8.29,等效粘滞阻尼比在0.19~0.31,延性系数和耗能指标均满足结构抗震设计要求。该横向配筋构型的RC矩形空心桥墩,可以作为当前我国公路桥梁抗震设计细则(JTG/T B02-01-2008)矩形空心截面横向配筋构型的一种补充。     

考虑桥面随机不平顺的桥梁动态响应研究

基于随机振动理论研究了桥面不平顺影响下,车桥耦合振动作用时的中小桥梁动态响应曲线。通过建立车桥耦合振动方程,基于虚拟激励法对重力引起的确定性激励和桥面不平顺引起的随机激励求解,得到了桥梁跨中挠度和应力响应的均值和标准差。运用 法则定义随机激励的确定值值域,分析了桥梁跨中位移和应力响应在不同车速和桥面不平顺等级作用下的特性,并讨论了动态响应曲线与准静态影响线的差异。结果表明：桥梁跨中挠度和应力标准差受车速和桥面不平顺等级变化的影响很大;桥梁动态响应值域范围很大,具有较强的随机性;相比准静态影响线,动态响应曲线更能体现车桥之间激励的耦合随机作用。     

基于性能的桥梁结构概率地震需求分析

该研究以概率地震需求分析为基础,建立了某特大桥梁结构无阻尼器和有阻尼器动力非线性模型,用增量动力分析,得到支座最大相对位移的地震响应,并定义了两个性能水准。给出了结构的易损性曲线,并对两个结构的易损性曲线进行了比较,结合地震危险性曲线,得到结构在50 年内的地震需求危险性曲线。研究结果表明:不加阻尼器时50 年内发生碰撞的超越概率接近极限超越概率,加阻尼器后能很好的满足性能水准要求;在小震中阻尼器对结构的抗震性能提高不是很明显,而在大震中能够对结构的抗震性能提高很多。     

采用减震榫桥梁非线性动力学分析计算方法

针对采用新型减震榫的桥梁及支座动力学分析问题,建立了基于悬臂梁横向弯曲运动理论的非线性动力学模型,提出了一种基于广义a法的时间积分算法,能够充分利用准静态实验测得的支座力学性能曲线,通过数值计算得到支座在典型激励下的动力学响应。数值算例表明:新方法具有很高的计算精度,能够准确有效地求解减隔震支座非线性动力学问题。该文的工作可为进一步评估该支座的工作性能以及改进结构设计提供参考。