水泥沥青砂浆损伤本构关系研究

水泥沥青砂浆(CA砂浆) 是高速铁路板式无砟轨道的充填层材料。采用CSS8810电子万能试验机对不同龄期的CA砂浆进行了单轴压缩试验,结果表明CA砂浆的力学性能具有明显的龄期效应,峰值应力和弹性模量随龄期的增长而逐渐增大;CA砂浆的应力-应变关系具有明显的应变硬化特性,沥青网络结构的横向约束作用是其主要影响因素。考虑损伤部分通过相互摩擦仍具有一定的承载能力,通过理论推导建立了CA砂浆的损伤本构关系,拟合结果与试验曲线一致性较高,能够有效体现CA砂浆力学性能的龄期效应和应变硬化特性。研究成果有望进一步推动CA砂浆力学性能的研究进展。     

高性能纤维混凝土轴拉性能简易评价模型

为了简化混凝土的轴拉力学性能分析过程,首先采用混杂纤维技术制备出了具有优异变形性能的高性能纤维混凝土,然后以四点弯曲试验为基础,结合理论分析和数值计算分析,建立了高性能纤维混凝土的轴拉性能简易评价模型,并采用实测结果对其准确性进行了检验.结果表明,所制备的混杂纤维混凝土在弯拉测试过程中试件的跨中底部和轴拉测试过程中试件的中部均出现了多缝开裂的现象;硅灰的掺入导致强度和变形性能均提高,而当纤维掺量过大时,弯拉强度虽有明显提高,但是其变形能力和抗拉强度基本保持不变;虽然极限拉应变的预估偏差要大于极限抗拉强度的预估偏差,但总体来讲二者与实测值都较接近,预估模型不仅具有较高的准确性,而且大大简化了评价过程.     

不锈钢管力学性能的拉伸试验

通过单向拉伸试验获得7种规格的21-6-9不锈钢管及3种规格的321不锈钢管的基本力学性能参数,21-6-9不锈钢管强度高、塑性差,其力学性能特征不利于拉深、弯曲等塑性成形;与21-6-9不锈钢管相比,321不锈钢管强度低、塑性好。分别通过弧形试样拉伸试验和管段试样拉伸试验,获取了Φ1.25mm×0.02mm厚的规格21-6-9不锈钢管的力学性能参数,发现由管段试样获得的延伸率大于弧形试样获得的延伸率,其屈服强度及抗拉强度略小于弧形试样获得的屈服强度及抗拉强度。由于弧形试样拉伸过程中,试样受到的并不是单向应力状态,因此管段试样获得的结果更准确。     

氮强化高锰奥氏体低温钢的拉伸应变硬化行为

采用低温拉伸、SEM和TEM等方法,对32Mn-7Cr-1Mo-0.3N奥氏体钢进行表征,研究了它的拉伸应变硬化行为.结果表明,32Mn-7Cr-1Mo-0.3N奥氏体钢的真应力与真应变不遵循Hollomon的线性关系,应变硬化指数n随着真应变的增大而提高,但当ε>0.2后,77 K下的dn/dε值明显高于其它温度的值.在77 K真应变ε>0.2后材料的d2σ/dε2变为正值.dn/dε与d2σ/dε2这一特殊变化趋势导致77 K下应变硬化率和延伸率的提高.其微观机制是,孪晶的形成速率以及孪晶与位错之间的相互作用与硬化率相协调,进而延迟了颈缩的产生,导致较高的均匀变形能力.     

Microstructural evolution and change in hardness during creep of NF709 austenitic stainless steel

Microstructural evolution and the change in hardness during creep deformation of NF709 austenitic stainless steel were investigated.Creep tests were carried out at 650 ℃ for 2932 h under a load of 210 MPa for comparison with aging specimen at 650 ℃ for 3000 h.The hardness results indicated that applied stress during creep process induced hardness increase.Analysis of longitudinal section microstructure showed that the creep damage caused by pores and the grain boundary hardening caused by elongated grains c...     

HSS模型在常州轨道交通基坑工程中的应用研究

文章依托常州地铁2号线青枫公园站基坑开挖工程,利用室内土工实验获取了常州市区小应变土体硬化本构模型的土层参数,同时运用了有限元分析软件,对该深基坑的施工过程进行了数值模拟,将数值模拟获得的土体位移及支护结构变形的计算结果与现场监测成果进行对比分析,检验了常州地区小应变硬化土体模型参数的有效性,研究成果对常州地区后续的基坑工程具有一定的参照意义。     

典型膨胀土应力应变归一化特性分析

为探究膨胀土应力-应变特性,以合肥地区典型膨胀土为研究对象,开展室内三轴试验,得到在不同固结压力下膨胀土应力-应变关系,分析其强度特性及变形与破坏特征,并基于Kondner双曲线模型,建立了以破坏应力为归一化因子的膨胀土归一化方程。试验结果表明：合肥膨胀土应力-应变关系呈双曲线型,表现为典型应变硬化特征;加载破坏时外形呈纺锤状,中部鼓胀,两端有细微裂纹,未见明显破裂面;采用破坏应力(σ₁-σ₃)f为归一化因子,建立的归一化方程对合肥地区典型膨胀土常规加载应力应变拟合度达到99%以上,具有显著归一化特性。研究结果可为今后膨胀土地区工程建设提供参考。     

硬岩矿柱变形失稳的数值模拟研究

为研究由于剪切对硬岩矿柱失稳的变化规律,运用FLAC3D数值模拟的方法建立物理模型,以一个可缩型矿柱为物理原型分析问题,先使用摩尔-库伦模型进行测试,然后通过改变参数进行应变硬化(软化)模型测试,达到展示开挖扰动下硬岩矿柱破裂失稳的规律。结果表明,两种模型有不同的反应,初始破坏相同。但是后期破坏行为则明显不同,应变硬化(软化)模型后期的变化呈现下降趋势,则实验结果需要更多的数据进行试验,需要进一步检验,因此摩尔-库伦模型在关于矿柱变形失稳方面的研究更有意义。     

基于厚度和应变映射方法的成形和抗凹性能联合仿真

为提升汽车板抗凹性能仿真精度,开展了成形和抗凹性能仿真研究。首先,利用模具将HC180BD+Z板料冲压成两种应变量的试样,然后利用半球形钢制压头以10 mm/min速度对试样进行加载,获得试样初始刚度和失稳凹陷载荷;其次,利用Ls-dyna进行成形和抗凹性能仿真,不考虑成形因素的影响下,初始刚度和失稳凹陷载荷仿真误差<10%,通过采用厚度和应变映射方法后,初始刚度和失稳凹陷载荷仿真误差<5%;最后,对比分析了厚度和应变映射对初始刚度和失稳凹陷载荷仿真结果的影响。研究表明：初始刚度与材料厚度相关,而失稳凹陷载荷与材料厚度和屈服强度相关;通过采用厚度和应变映射方法,能有效提升抗凹性能仿真分析精度;各向同性硬化模型高估了失稳凹陷载荷,采用各向同性和随动混合硬化模型能获得更好的仿真结果。     

高温作用对应变硬化水泥基复合材料吸水性能及微结构演化特征的影响

在高温环境下,应变硬化水泥基复合材料(Strain hardening cementitious composites,SHCC)微结构发生破坏,进而导致其力学与抗渗性能及微结构的劣化。对比研究20℃(常温)、105℃、200℃、400℃、600℃及800℃高温作用后,不同纤维掺量的SHCC试件力学与吸水性能的演化规律,并利用低场核磁共振等技术从微观角度分析了材料宏观性能劣化机制。结果表明：当受热温度由20℃升高至105℃时,试件的动弹性模量有所下降,但抗压强度及抗折强度有所提高。当受热温度升至200℃时,SHCC抗压强度和动弹性模量变化不大,但受热温度高于400℃后,二者均迅速下降;受热温度由105℃升至200℃时,SHCC试件抗折强度显著降低;高于400℃后,抗折强度进一步劣化。纤维掺量对高温作用后的SHCC试件残余力学性能没有明显规律性的影响。另外发现,当受热温度低于200℃时,SHCC毛细吸水性能较差,具有一定的抗毛细入渗性能;400℃以上时,高温损伤能够显著促进SHCC试件的毛细吸水速度和吸水量。低于200℃时,较高纤维掺量的SHCC试件初始毛细吸水系数增加更为迅速,毛细吸水...