钢纤维砼的动态本构关系

在对钢纤维砼冲击动态力学实验研究的基础上,分析了砼材料动态力学行为的应变率敏感的非线性粘弹性和计及损伤的动态本构关系的力学模型和本构特性,从而给出了钢纤维砼的计及损伤演化的率型本构方程,理论预示与实验结果吻合良好。     

钢纤维砼的动态本构关系

在对钢纤维砼冲击动态力学实验研究的基础上，分析了砼材料动态力学行为的应变率敏感的事线性粘弹性和计及损伤的动态本构关系的力学模型和本构特性，从而给出了钢纤维砼的计及损伤演化的率型本构方程，理论预示与实验结果吻合良好。     

Experimental Study on Common and Steel Fiber Reinforced Concrete Under Dynamic Tensile Stress

Split Hopkinson technique has been developed to test the strength of common concrete and steel fiber reinforced concrete under dynamic tensile stress. Two types of test methods are considered, the splitting tensile test and a modified spalling test in which a specimen is loaded under uniaxial stress. The result shows that the dynamic strength enhancement of concrete is remarkable by using the reinforcing fiber. But for the common concrete, the base of compressive strength seems to show little effect on the tensile strength under dynamic loading. The experimental results also show that the resistance to tensile fracture of the steel fiber reinforced concrete for C100-mix is higher than those of CAO-mix.     

1-3型水泥基压电复合材料在冲击载荷下的电学响应

采用切割-浇注法制备1-3型水泥基压电复合材料,并利用分离式霍普金森压杆测量装置(SHPB),对PZT5压电陶瓷和1-3型水泥基压电复合材料在冲击载荷作用下的力电响应进行实验研究与分析。研究表明:在冲击载荷作用下,PZT5压电陶瓷和1-3型水泥基压电复合材料的电位移与应力具有较好的动态响应;在相同荷载作用下,两者的电位移随应变率的增加而增加,且产生相同应变所对应的应力值也随着应变率的增加而增加,表现出"率相关"的材料特征。     

功能梯度压电旋转圆环的三维解析解

基于三维压电弹性力学方程,采用直接位移法,给出横观各向同性功能梯度压电旋转圆环的三维解析解.设功能梯度压电材料参数是厚度坐标Z的任意函数,广义位移分量是径向坐标r的幂函数的线性组合,其中含有9个待定的位移函数,它们是坐标Z的函数.结合相应的边界条件,求解控制方程,通过直接积分确定位移函数和相应的积分常数,从而确定旋转圆环的力场和电场.算例展示一种材料的梯度指标对力场和电场的影响.     

水泥砂浆的率型损伤演化

实验结果表明,水泥砂浆在受力变形中的损伤演化是率相关的,因此,类似于位错运动的热激活机制;给出了水泥砂浆的率型损伤演化律．     

低温冻融循环对陶粒混凝土动态力学性能的影响

为了研究冻融循环温度和循环周次对陶粒混凝土动态力学性能的影响,开展了冻融循环试验和Hopkinson束杆动态压缩试验。冻融循环温度上限取+10 ℃,下限取为-20~-60 ℃,间隔-10 ℃,试样尺寸150 mm×150 mm×100 mm,对冻融循环后的试样进行动态压缩试验。结果表明,增加冻融循环周次和降低冻融循环温度,均加深了陶粒混凝土的损伤,使其动态抗压强度降低。当循环周次达到30次时,陶粒混凝土的弹性模量下降至未冻融前的60%左右,混凝土弹性模量随冻融循环最低温度的降低基本呈线性递减趋势。陶粒混凝土抗压强度随着冻融循环周次增加或冻融循环最低温度降低而降低,且最大应力所对应的应变随着抗压强度的降低而增大。     

冻融循环温度对陶粒混凝土动态抗压性能的影响

为了研究冻融循环温度对陶粒混凝土动态抗压性能的影响,对四种陶粒体积含量(0％、15％、30％、45％)的混凝土试样采取10～-10℃、10～-20℃的冻融循环,利用卧式SHPB束杆装置对不同冻融循环周次的试样进行压缩试验.试验表明:当冻融循环温度下限降低时,相同冻融循环周次的试样最大抗压强度降低;降低冻融循环温度与增加冻融循环周次对试样造成的强度弱化效应相当,给出了冻融循环温度对陶粒混凝土动态抗压性能影响的规律;拟合出了陶粒混凝土相对动态最大应力的经验公式.     

冲击载荷下2-2型水泥基压电复合材料力电响应特性

研究2-2型水泥基压电复合材料在冲击载荷下的力电响应特征,利用分离式Hopkinson压杆装置进行冲击加载,借助超高速摄影技术观察试样在冲击载荷下的破坏形貌。结果表明:冲击载荷下,压电复合材料具有明显的应变率效应,是应变率敏感材料;压电复合材料的力电响应存在一个临界值,当应力小于该临界值时,试样的电信号与施加载荷之间具有良好的线性关系;动态增强因子可以有效描述压电复合材料压缩强度的率效应规律,在线性范围内,随着应变率的增大,试样的动态增强因子也增大,且具有稳定的增长率;由Maxwell模型得到的压电复合材料应力松弛时间随应变率增大单调递减;冲击载荷下,2-2型水泥基压电复合材料与压电陶瓷的电学失效发生在力学失效之前,且均呈现“爆炸式”破碎,压电陶瓷还伴随着明显的电弧放电现象。     

磁电弹性旋转圆环(圆盘)的三维分析

由控制方程直接得到磁电弹性旋转圆环相应于离心力的特解，利用位移、电势和磁势的通解推导出一个关于应力、电位移和磁感应强度的通解，再在特解上叠加一个准调和函数形式的通解且满足边界条件，从而给出磁电弹性旋转圆环的解析解，同样方法可以得到磁电弹性旋转圆盘的解析解，给出了算例，对磁电材料、压电材料和横观各向同性弹性材料的数值结果作了比较，磁电材料与压电材料的径向位移很相近，与弹性材料有较大差别；磁电材料与压电材料的径向、环向应力都很相近，且与纯弹性材料的应力曲线很相似，三种材料的最大应力都出现在圆盘中心处；径向电位移与半径呈线性规律；磁电材料与压电材料的电位移略有差别。