静态SCB实验技术的数值模拟

采用有限元程序对静态加载条件下半圆弯曲实验(简称,SCB)进行了数值模拟,得到了半圆弯拉试样底面中点的最大拉应力拟合公式。模拟结果表明:与巴西圆盘(简称,BD)实验相比,SCB实验用于测量脆性材料间接拉伸强度具有显著优点,主要表现在①试样最大拉应力点位置固定;②SCB实验有利于增大试样最大拉应力和压应力比值,脆性材料更易实现拉伸破坏。另外模拟结果发现试样顶端圆棒垫条会产生一定程度的应力集中,采用BD实验中的圆弧垫块可以很好解决该问题,因此文中又增加了不同圆心角的圆弧垫块的数值模拟,对公式进行了修正。     

微胶囊含量和温度对环氧微胶囊自愈砂浆性能影响的研究

制备了用于修复砂浆裂缝的环氧微胶囊和自愈砂浆试件,对自愈砂浆试件采用不同加载幅度进行预压损伤,用预压损伤试件与无损试件抗压强度的相对变化幅度衡量自修复效果。研究了微胶囊含量、预压荷载、烘烤温度对自修复效果的影响。试验结果表明：采用50%抗压强度对试件进行预压损伤,二次加载后所有自愈砂浆均表现出较好的修复效果,且微胶囊含量3%的砂浆自修复效果最好。经高温烘烤后,砂浆抗压强度随烘烤温度增加而降低,且二次加载自愈砂浆的修复效果不佳。     

高精度求解应力强度因子的数值外插法

首先介绍求解应力强度因子的传统蜕化奇异等参元法和一种新型的数值外插法,两种方法均在裂尖使用精度较高的蜕化奇异二次等参元,考虑到传统方法受裂尖单元尺寸大小,结构物类型,材料泊松比影响较大等缺陷,新方法使用了不同的插值手段。其次,讨论了两种方法插值基础的显著区别,结合空间Ⅰ型裂纹问题论证了新型数值外插法的插值基础,研究了两种方法的理论插值误差,发现本文提出的数值外插法比传统的蜕化奇异等参元法的理论精度高一阶,最后,对两种方法的计算误差进行了探讨。数值外插法考虑到有限元计算断裂问题的误差,能以一定的方式决定不同裂纹问题的优化裂尖单元尺寸。     

冲击压缩下钢纤维高强混凝土应变率效应实验研究

利用(O)100SHPB实验装置,对三种混凝土基体强度(C60、C80、C100),四种体积含量(0、2%、4%、6%)的钢纤维混凝土进行了静态、准静态和三种高应变率(10～20/s、35～45/s、75～85/s)的冲击压缩实验.实验结果表明,钢纤维混凝土具有较强的应变率效应,其破坏应力、峰值应变均随应变率的增加而增加,且存在应变率临界阈值,当应变率超过该值时,钢纤维混凝土的强度与应变随应变率的增加而快速增加,同时还讨论了弹性模量与韧度的应变率效应.     

循环冲击荷载下花岗岩力学特性尺寸效应

为探究岩石循环动力学特性及其尺寸效应,采用分离式霍普金森压杆对高径比为1.00,0.76和0.50的花岗岩试样开展循环冲击试验,并对比分析试验结果。结果表明:同一弹速下,高径比越小,试样最后一次冲击曲线的峰后破坏阶段越显著;随着高径比增加,试样峰值应变整体减小,而弹性模量有所增加,峰值应力下降程度明显减弱;在相同幅值的入射波循环作用下,累积比能量上升趋势随高径比增加逐渐变弱;低弹速（如8.5 m/s）循环冲击下试样呈现轴向劈裂破坏模式,而在高弹速（如9.9 m/s）条件下,试样破坏由轴向劈裂转变为边缘仅少量剥落。此外,试样破碎程度随高径比的增加而降低,表现为破碎块度增大、破碎块数减少。     

基于MATLAB GUI的SHPB实验数据处理软件

文章选用MATLAB作为系统的开发平台,编制了1套分离式Hopkinson压杆(SHPB)实验的数据处理软件。软件可以快速、高精度完成冲击压缩和动态劈裂实验的数据处理过程。软件采用交互式界面进行数据和参数的输入输出,实现入射波、反射波和透射波及数据处理过程的可视化。通过本软件最终可获得冲击压缩试验和动态劈裂试验的多种有效数据及曲线。包括冲击压缩试验中用三波法和两波法得到的应力——应变曲线和应变率、应变、应力、实验过程中各种能量时程曲线。动态巴西试验中试样拉应力、各种能量时程曲线和劈裂强度等。     

改性EPS混凝土的动态力学行为

分别采用粒径1、3 mm的发泡聚苯乙烯(EPS)制备了体积含量30%的EPS混凝士.利用硅灰、碳纤维对其进行了改性.利用φ74 mm SHPB装置对EPS混凝土进行了应变率范围30～70 s的冲击压缩试验.分析了不同应变率下EPS混凝土冲击压缩应力-应变曲线的特点及变化趋势.对主要力学参数-强度、峰值应变随应变率的变化...