基于形状文法的明式家具纹样再设计方法研究

以明式家具二十四美为背景,对传统家具纹样进行提取和分析,运用形状文法理论,经演变重构组成新的装饰图案核心要素,实现传统家具纹样的形态演变与文化传承。选取典型的明式家具主体纹样,对其在构图规律、骨骼形式和图案寓意上进行研究分析,并对其造型、配色进行提取;以明式家具二十四美的美学法则为参考依据,对提取的纹样初始形态要素进行权重赋予、空间约束;通过以上手法进行形状文法的规则演绎,生成新图案;最后,得到符合现代审美的传统家具装饰纹样核心要素,并应用于现代产品设计上,展现了明式家具传统美学意蕴与我国传统文化的内涵与精髓。再设计的纹样元素既包含了传统文化的寓意和内涵又拥有现代审美的多元和时代感,为现代装饰设计应用传统纹样提供参考。     

硫酸盐侵蚀下轴心受压钢筋混凝土柱应力时变过程的数值分析

针对荷载和硫酸盐耦合作用过程中钢筋混凝土柱的应力分析问题,在已有混凝土内硫酸根离子扩散反应模型的基础上,进一步给出了硫酸盐侵蚀引起的混凝土损伤程度与硫酸根离子浓度及腐蚀时间之间的关系,建立了与损伤程度相关的混凝土腐蚀本构模型及轴压混凝土柱截面应力的计算方法,并通过数值模拟分析了柱截面内硫酸根离子传输、腐蚀损伤程度变化、截面应变和应力分布规律。结果表明:硫酸根离子浓度和混凝土损伤程度在柱截面内呈梯度分布,且受二维交互效应的影响明显;随腐蚀时间的增加,截面损伤区逐渐向内移动且其宽度增加,而混凝土应力在损伤区呈先增加后逐渐降低、在未损伤区基本呈线性增加的趋势。硫酸盐侵蚀过程中,轴压混凝土柱截面应力发生了明显的重分布现象。     

基于孔结构参数的混凝土气体扩散模型

提出了一种反映混凝土孔结构特征的毛细管束几何模型,并运用分形维数表征了孔数目、孔隙率和曲折度等参数.通过水饱和度与气体有效扩散空间的关系,建立了考虑水饱和度影响的混凝土气体扩散模型,并运用该模型分析了水饱和度、水灰比和环境温度等对气体扩散系数的影响.结果表明:水饱和度是影响混凝土中气体扩散性能的一个主要参数,当水饱和度达到85%(质量分数)时,对气体扩散系数的影响最为显著.     

氯化铵溶蚀下水泥基材料的固-液平衡方程

通过开展硬化水泥净浆与模拟孔溶液间的溶解平衡实验,获得了6 mol/L氯化铵溶液加速溶蚀条件下,硅酸盐水泥体系的固-液平衡曲线。实验得到的固-液平衡曲线与去离子水溶蚀条件下的平衡曲线相似,氯化铵溶液与去离子水溶液对水泥基材料具有相似的溶蚀机理。此外,氯化铵溶液溶蚀过程中还伴随着固相镁和固相硫的溶解流失,且其溶解流失规律与固相钙相似,也存在三个阶段,而固相Al和Fe基本不溶出。     

加速溶蚀条件下铸铁管内衬水泥砂浆的孔结构演变规律

设计了一种用离心工艺制作的内衬水泥砂浆铸铁管试件,采用流动的6mol/L氯化铵溶液对水泥砂浆内衬进行加速溶蚀试验,并利用压汞(MIP)法和X射线断层扫描(X-CT)方法分析了水泥砂浆内衬孔结构的变化.结果表明:加速溶蚀过程中水泥砂浆内衬的孔结构变化明显,溶蚀150d时水泥砂浆内衬中的净浆层孔隙率(体积分数,下同)从溶蚀前的9.57%增加至35.49%,最可几孔径从17.11nm增加到26.30nm,并有少量危害孔(单孔体积大于4×10~(-6) mm~3)出现;溶蚀450d时水泥砂浆内衬中的净浆层孔隙率达到61.54%,并出现大量危害孔;水泥砂浆内衬中的砂浆层孔隙率和危害孔数量随溶蚀时间的增加而增加.     

硫酸盐侵蚀下轴心受压钢筋混凝土柱应力时变过程的数值分析

针对荷载和硫酸盐耦合作用过程中钢筋混凝土柱的应力分析问题,在已有混凝土内硫酸根离子扩散反应模型的基础上,进一步给出了硫酸盐侵蚀引起的混凝土损伤程度与硫酸根离子浓度及腐蚀时间之间的关系,建立了与损伤程度相关的混凝土腐蚀本构模型及轴压混凝土柱截面应力的计算方法,并通过数值模拟分析了柱截面内硫酸根离子传输、腐蚀损伤程度变化、截面应变和应力分布规律。结果表明：硫酸根离子浓度和混凝土损伤程度在柱截面内呈梯度分布,且受二维交互效应的影响明显;随腐蚀时间的增加,截面损伤区逐渐向内移动且其宽度增加,而混凝土应力在损伤区呈先增加后逐渐降低、在未损伤区基本呈线性增加的趋势。硫酸盐侵蚀过程中,轴压混凝土柱截面应力发生了明显的重分布现象。     

水泥净浆养护-溶蚀全过程数值模拟

针对材料制备与环境服役过程中水泥基材料的性能演变问题,开展了水泥净浆薄片养护溶蚀全过程中主要物相及微结构演变的定量分析.首先,根据水泥的矿物组成及其水化机理,建立了水泥水化反应的简化模型及其主要水化产物浓度的计算方法;其次,利用Fick定律及质量守恒定律,建立了溶蚀条件下水泥净浆孔溶液中主要离子(K+、Na+、OH-及Ca2+)的传输模型;最后,与已有试验结果对比分析验证了模型的合理性,在此基础上,数值模拟了水泥净浆薄片试件养护溶蚀全过程.结果表明：所建立的模型可定量分析养护溶蚀全过程中水泥净浆孔溶液中主要离子浓度、孔隙率分布及氢氧化钙（CH）、水化硅酸钙（C S H）凝胶浓度的变化规律,且可用于软水环境下水泥基材料抗溶蚀性能的定量设计.     

硫酸盐侵蚀下水泥砂浆应力应变曲线及性能劣化研究

为分析硫酸盐侵蚀引起的混凝土弹性模量、抗压强度等力学性能劣化规律,开展硫酸盐侵蚀下水泥砂浆应力应变关系的试验研究。首先,采用增设高强度弹簧钢的方法,研制了一种经济实用的测试装置,调查硫酸盐腐蚀砂浆试件的应力-应变全曲线及其时变力学性能;然后,结合其微结构形貌及孔隙率的演变,分析硫酸盐侵蚀下水泥砂浆性能的劣化原因。最后,利用最小二乘法对力学性能的试验数据进行拟合,以硫酸盐溶液浓度与浸泡时间为变量,确定水泥砂浆化学损伤程度的数学表达式。研究结果表明：硫酸盐侵蚀不会改变水泥砂浆应力-应变曲线的形状,但会导致其力学性能退化;而数学拟合公式可定量分析浸泡于不同浓度硫酸盐溶液中的水泥砂浆力学性能的时变劣化程度。     

硫酸盐影响下氯盐侵蚀钢筋的电化学及微观研究

针对氯盐与硫酸盐耦合环境下的钢筋混凝土腐蚀问题,以水泥净浆层代替混凝土保护层,设计制作了系列水泥净浆-钢筋试件,开展了单一氯盐及氯盐-硫酸盐复合溶液中各试件的Tafel极化、电化学阻抗谱(EIS)及微观形貌测试,分析了开路电位、腐蚀电流密度、双电层电容和弥散指数等电化学参数随腐蚀时间的变化规律,并评估了硫酸盐含量对氯盐环境下钢筋腐蚀进程及腐蚀程度的影响。结果表明,连续不间断的电化学测试及相应的参数拟合能准确表征钢筋的腐蚀动力学过程,且Tafel极化曲线法与EIS所得结论一致;硫酸根离子会造成混凝土保护层膨胀开裂,加快氯离子在混凝土中的传输速率,从而在加快钢筋混凝土腐蚀进程的同时也加剧了混凝土内钢筋的腐蚀程度。     

硫酸盐侵蚀下水泥净浆膨胀应变计算

针对硫酸盐侵蚀过程中水泥净浆体积膨胀问题,运用微孔力学理论,建立了水泥净浆基体与其孔隙内钙矾石晶体相互作用的代表性体积单元(RVE)及其力学分析模型;分析了一定钙矾石生成量下的RVE内膨胀应变在微观尺度上的空间分布规律;通过均匀化方法,将微观尺度上的RVE内膨胀应变转化为宏观尺度上RVE所在位置点的等效应变,分析了该等效应变随钙矾石生成量的变化规律。分析结果表明:微观尺度上,孔隙率为0.1的RVE内钙矾石晶体和侵蚀溶液组成的内球体各向为拉应变,水泥净浆外球壳径向为压应变、环向为拉应变;宏观尺度上,孔隙率为0.1的RVE所在位置点的径向等效应变为压应变,且随钙矾石生成量的增加而增大,而环向等效应变为拉应变,且随钙矾石的生成量的增加而增大。