湿热环境对金属-金属胶接剥离强度的影响

通过浮辊剥离试验测定了Redux322结构胶在室温与湿热情况下的剥离强度-位移曲线,并基于简化的2D浮辊剥离有限元模型,分析了结构胶的断裂韧性、临界相对位移的大小对浮辊剥离强度的影响。研究表明,Redux322结构胶在湿热老化下比室温下剥离强度显著提高,且剥离破坏模式不同。浮辊剥离有限元分析结果和试验数据较吻合。分析表明:湿热条件下剥离强度的大幅提高,并非由于胶膜韧性增加引起,而是由胶膜的软化效应和破坏应变增加所导致。

打包带加固砖砌体弯曲抗拉性能研究

为研究打包带加固对砖砌体抗弯性能的增强效果,对216个砖砌体试件开展了弯曲抗拉试验,并结合数值模拟,探究了不同强度的砌筑砂浆和抹面砂浆,以及不同网格尺寸的打包带网对砖砌体抗弯能力的影响。结果表明:砌筑砂浆强度对砖砌体的抗弯峰值荷载影响最大,与M1强度相比,当砌筑砂浆强度增为M2.5、M5、M7.5和M10时,沿通缝截面砖砌体的抗弯峰值荷载增幅依次为15.87%、31.11%、37.60%和44.45%,沿齿缝截面砖砌体的增幅依次为28.95%、46.16%、55.19%和56.76%;抹面砂浆的强度对抗弯峰值荷载影响较小,其主要作用在于增强打包带网与砖砌体表面的粘结,高强度的抹面砂浆与打包带共同作用能够有效提高砖砌体的抗变形能力;打包带网格尺寸主要影响的是砖砌体破坏之后的荷载回升幅度,与12.5 cm网格尺寸相比,当网格尺寸减小为7.5 cm和5 cm时,沿通缝截面砖砌体的荷载回升峰值增幅可达63.42%和130.38%,沿齿缝截面砖砌体的增幅可达73.29%和127.66%。打包带加固可为砌体结构,特别是村镇砌体结构的抗震加固工程提供参考。

形状记忆合金弹簧力学性能分析

利用直杆的扭转理论对形状记忆合金密圈螺旋弹簧的力学性能进行了理论分析,给出了弹簧加载力和变形量的全程非线形力与变形关系,特别是形状记忆合金相变过程对弹簧刚度的影响.虽然形状记忆合金材料的相变本构为简单的三线性平台型模型,在加卸载过程中,相变区和相变体积分数随载荷而改变,因此形状记忆合金弹簧的刚度也随载荷发生非线性变化.在加载过程中,相变从外层开始向内扩展,但不能到达最内层.而卸载时的反向相变从中间开始向内外扩展.

基于三维微观球模型的水泥水化模拟计算

在水泥水化过程中,主要由化学反应速率或扩散速率控制其水化程度,利用这两个主要过程的特征参数演化关系,本文给出了基于微观球模型的水化动力学方程。该动力学方程对水泥水化反应的基本过程进行了表征,观察各过程的相互关系,可对水泥基材料的水化机理进行解释。水化初期,化学反应速率对水化反应起主导作用;随着水化程度提高,水化反应转由扩散速率控制。

桥梁损伤诊断中曲率模态理论的有限元分析

目前桥梁损伤诊断的曲率模态理论一般采用简单的等直梁或杆等简化模型,与桥梁的实际情况有较大差别。针对某高速公路桥梁利用三维实体单元,建立有限元损伤模型,计算了多种损伤工况下的桥梁曲率模态,结果显示低阶曲率模态和曲率模态差对损伤位置和损伤程度敏感。但损伤位置接近振型节点或距测点较远,则敏感度降低。

有效介质理论在复合型导电高分子材料研究中的应用

时至今日,有关复合型导电高分子材料的研究已受到普遍的重视。但是,对于复合型导电高分子材料导电机理的研究仍存在着许多不足。复合型导电高分子材料所涉及的导电机理主要有渗流理论、有效介质理论、量子力学隧道效应理论、电场发射理论等几种具有代表性的导电机理。有效介质理论作为一个重要的代表性的导电理论,关于它的研究还存在很多的不足。对有效介质理论做了一个比较全面的介绍,对有效介质理论的几种模型进行了分析,有助于加深对有效介质理论的理解,更好的分析复合型导电高分子材料的导电机理。

损伤结构为基准态的单元模态应变能损伤识别

以有损伤结构为基准模型,以单元模态应变能变化率为损伤识别指标对新发展损伤进行识别。通过理论分析和一连续箱梁桥的数值模拟,结果表明该方法对旧损伤的增长和新发展的单一损伤、密集损伤、多处损伤的识别都很敏感,原有损伤不会干扰新发展损伤的识别,这对于桥梁结构特别是在役桥梁结构的损伤识别和健康监测具有实用价值。

基于中心粒子水化模型的水泥水化动力学研究

在K.B.Park提出的中心粒子水化模型的基础上,考虑内、外部水化产物的具体特征以及自由水与水化产物接触相界面积的减小导致水泥水化速率减小这2个因素,建立硅酸盐水泥的微观水化模型,并用于预测水化速率随水化程度的变化关系。结果表明,在水泥的整个水化过程中,修正的微观水化模型都能够更真实地反应水泥水化速率与水化程度变化的关系。

各种材料对称性下的二次弹性张量表示

正交张量的多重层积在刻划弹性具有不同材料对称性时的表示方面起主要作用,本文利用由文献给出的正交张量多重层积性质,首次具体构造了对应二次弹性(不必是超弹性)材料对称性表示问题的正交张量多重层积典则表示.在这个结果的基础上很容易求得了二次弹性张量在对应32种晶类的各种对称性及横观同性、各向同性下的表示,这些结果表明,对应二次弹性(及二次超弹性)这些对称性中共有14类是独立的(包括各向同性).

基于MAC算法的拱坝传感器优化布置

利用结构湿模态矩阵进行QR分解得到传感器的初始测点位置,并结合模态置信度准则的优点,提出了一种针对水利工程结构的传感器布置方法。采用逐步累积法确定候选添加测点的范围,以拱坝为算例,对拱坝进行了不同数目测点方案的传感器优化布置研究。结果表明,所测向量的MAC矩阵非对角元素值较小,且具有良好的空间交角。

江西典型村镇既有房屋抗震性能分析

为进一步掌握江西村镇既有房屋的抗震能力现状,基于已有抗震调查资料及初步分析结果,以3栋典型房屋为例,开展了弹塑性有限元分析。针对1栋现存的2005年九江-瑞昌地震中受损的典型砌体结构,分析其震害特点,并对其进行弹塑性有限元分析,通过与实际震害对比,验证了有限元模型的有效性,并对早期江西村镇房屋的抗震性能进行了论述。在此基础上,对该结构增设圈梁构造柱以及改变砂浆强度,分析其对砌体结构抗震性能的影响;分别选取1栋江西典型村镇砌体结构和框架结构,进一步开展有限元分析,并结合调查数据及震害预测结果,对江西村镇既有房屋的抗震性能进行了分析。结果表明:2005年九江-瑞昌地震后江西村镇房屋的抗震性能有所提高,所调查的江西村镇既有房屋基本满足当地的抗震设防要求;增设圈梁、构造柱及适当提高砂浆强度可有效增强砌体结构的抗震性能。

砌体结构单体震害预测方法评述

砌体结构作为我国房屋的重要结构类型之一,其震害预测是防震减灾工作的重要内容。目前,已发展了多种砌体结构单体震害预测方法。对半经验半理论法、强度判别法、历史震害统计法、专家评估法、模糊类比法、结构理论计算法、动态分析法等几种典型的砌体结构单体震害预测方法进行了详细介绍和评述,并结合汶川地震中北川县擂鼓镇的7栋多层砌体结构震例,对比分析了不同方法的震害预测结果。最后,对砌体结构单体震害预测方法的研究提出了一些探索性的论述。

粉煤灰再生粗集料混凝土基本性能研究

由于粉煤灰的形态效应、微集料效应和火山灰效应,选择粉煤灰对再生粗集料混凝土进行改性,研究粉煤灰不同掺入方式对再生粗集料混凝土坍落度、强度、弹性模量及弹强比的影响,得出粉煤灰的不同掺入方式对再生粗集料混凝土的性能影响各不相同,30%外掺法是粉煤灰掺入再生粗集料混凝土的较佳方案的结论。

基于细观尺度的再生混凝土性能研究综述

基于当前国内外学者对再生混凝土性能试验的结果,研究骨料、砂浆、界面过渡区等细观参数对再生混凝土宏观性能影响。在骨料方面,骨料分布的均匀程度高、颗粒级配较好、大中型骨料颗粒数越多的再生混凝土在抗拉、抗压、抗折强度及弹性模量等方面都会有所提高;在砂浆方面,随着新、老砂浆的强度提高,再生混凝土力学性能更好,老砂浆厚度越高,再生混凝土内部氯离子浓度越大;在界面过渡区方面,随着新、老界面过渡区弹性模量的提高,再生混凝土的性能表现地越好,界面过渡区厚度越大,氯离子扩散系数越大。

一种新型扩孔螺栓连接型消能梁段及其力学性能

罕遇地震下偏心支撑框架结构需合理有效地增大消能梁段的延性和耗能能力,并减小消能梁段的损伤,以使该种结构能更好地适应当前的抗震要求。基于剪切型消能梁段的力学特性和扩孔型螺栓连接的受剪滑移能力,提出一种扩孔螺栓连接型消能梁段。采用校正的有限元方法对扩孔型螺栓连接和扩孔螺栓连接型消能梁段进行详细分析,以明确相应试件的力学性能。研究结果表明,扩孔螺栓连接型消能梁段具有高延性和强耗能等特点,能有效提高偏心支撑框架结构的抗震性能和震后功能恢复能力,并为偏心支撑框架结构的抗震设计提供新的思路和方法。

纳米材料在混凝土中的研究与应用 第十三届全国结构工程学术会议特邀报告

介绍了纳米材料的一些特性,讨论了纳米SiO2及硅粉对混凝土强度和耐久性能的改善作用。纳米SiO2及硅粉作为外掺料可制备高性能混凝土.纳米材料作为外掺抖还可用以制备具有特殊功能的混凝土。例如,添加纳米金属氧化物可制备智能混凝土和环保混凝土。添加纳米金属粉末可制各电磁屏蔽混凝土等。

实测模态和结构模型同步修正的结构损伤识别方法

在基于灵敏度分析的有限元模型修正方法基础上,提出一种对实测模态和结构模型同步修正的结构损伤识别方法。即利用有损结构模态与测量噪声在时频域内的差异,以结构有限元模型为基准,对实测模态差进行小波去噪处理,再利用修正后的模态构造目标函数,进行有限元模型修正,经过迭代计算最终可识别结构的损伤。数值算例表明该方法可有效降低噪声的影响,提高损伤识别的精度。

再生粗集料混凝土基本性能的实验研究

对再生粗集料的级配、吸水率、表现密度、堆积密度、压碎指标、外观等方面进行实验研究与分析,得出了再生粗集料与天然碎石相比较具有尺寸相似、级配较差、堆积密度和表观密度小、吸水率和压碎指标较高的结果。然后,采用将再生粗集料混凝土与普通混凝土进行对比实验的方法,研究再生粗集料混凝土坍落度、抗压强度、弹性模量、弹强比及抗冻融性能等。结果表明,再生粗集料混凝土具有较好的施工性能、力学性能和耐久性能,可以用于普通钢筋混凝土结构,特别是当再生粗集料替代率在30%及其以下时,与普通混凝土的基本性能相差不大。

去噪正则化模型修正方法在桥梁损伤识别中的应用

以传统基于灵敏度分析的有限元模型修正方法为基础,提出一种结合小波去噪过程的正则化模型修正损伤识别方法。为改进模型修正方法损伤识别效果,一方面利用有损结构模态与模态噪声的波形在时频域内的差异,以结构有限元模型为基准,对实测模态差进行小波去噪处理,并利用修正后的模态构造目标函数;一方面采用正则化方法改善反问题求解的非适定性。由于从输入数据和求解过程两方面同时改善了结构损伤识别反问题的求解,因此可以有效抑制实测模态参数中噪声的影响,正确识别结构损伤。以连续梁桥模型为例的损伤识别数值模拟表明,所提出方法在保持识别算法鲁棒性、抑制噪声的同时,可有效提高桥梁结构损伤的识别精度。

基于MIDAS的大体积混凝土桩承台温度场有限元分析

以南昌某高层建筑的大体积混凝土桩承台为例,考虑冷却水管作用,采用MIDAS有限元分析软件对施工期大体积混凝土的水化热温度场进行模拟研究。研究结果表明,桩承台中间布置两排冷却管,水管间距取1.0m,保持1.2m3/h水流量的管冷方案能够保证各控制点内外结构温差不超过25℃,有效控制了温度裂缝,使施工质量得到保证。