PVA纤维混凝土的动态压缩性能试验研究

为了研究PVA纤维混凝土的动态压缩性能,采用Φ74SHPB(分离式霍普金森压杆)装置对三种体积掺量的PVA纤维混凝土进行不同应变率下的冲击压缩试验,获得了较高应变率下的应力-应变关系。试验结果表明,PVA纤维混凝土是一种应变率敏感材料,在冲击荷载作用下,其破坏应力、峰值应变、峰值韧度等技术指标都随应变率的增加而增大。

高速冲击试验机设计与结构件冲击拉压试验研究

为解决防冲支护设备在研发过程中缺少冲击加载试验平台的问题,运用高速液压来实现大吨位冲击加载试验的方法,设计一种能实现静态加载和动态加载的冲击试验机.阐述了冲击试验机的组成及工作原理,设计了阀控液压缸控制系统.应用ABAQUS对冲击试验机的台架进行数值模拟,结果表明,台架在承受100 MPa冲击力时,静载下应力为15.17 MPa,变形为0.86 mm;动载下最大应力为60 MPa,最大变形为2.02 mm,均满足要求.通过冲击试验机对吸能构件进行冲击压缩试验、对锚杆进行冲击拉伸试验,结果表明,冲击试验机能有效完成静载和动载下的冲击试验,冲击试验机能较为真实的模拟支护设备在冲击地压过程中的受力情形.

超高性能混凝土抗冲击性能研究进展

超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete,UHPC)是一种具有超高强度、良好韧性和优异耐久性的水泥基复合材料,在海上结构、地下空间、核废料容器和核反应堆防护罩等特殊工程和国防军事工程中具有广阔的应用前景。为适应其抗冲击和抗爆性能的需求,对UHPC开展动态力学性能研究显得尤为重要。通过对国内外UHPC抗冲击性能试验和数值模拟研究进展的系统梳理和总结,阐述了应用霍普金森杆开展冲击压缩试验和动态抗拉试验存在的问题及改进措施,分析了应变率、材料组分和冲击次数等因素对UHPC动态冲击性能的影响,探讨了确保UHPC冲击试验数值模拟有效性的关键问题。最后,对UHPC抗冲击性能今后的研究方向提出了一些建议,希望能为UHPC动态性能研究以及UHPC在实际工程中的应用提供指导和帮助。

碱矿渣粉煤灰混凝土的冲击损伤特性

以NaOH,Na2CO3为碱激发剂,制备了强度等级为C30的碱矿渣粉煤灰基混凝土(ASFC),运用改进后的100分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置开展了冲击劈裂拉伸和压缩试验,从能量角度分析了ASFC在冲击荷载下的损伤特性,并进行了对比研究.结果表明:ASFC的破坏形态均随着入射能量平均变化率的增加而趋于严重,ASFC的能量吸收量也随入射能量平均变化率的增大而增加,但增加速率逐渐变缓,总体规律可用二次多项式关系来表示;ASFC在冲击压缩状态下的破坏状况明显比冲击劈裂拉伸状态下严重,而且能量吸收量和增加速率均远大于冲击劈裂拉伸状态;ASFC的抗冲击损伤能力随着冲击力度的增大而增加,且与冲击作用形式有关,在压缩状态下的抗冲击损伤能力比劈裂拉伸状态更为优异.

含初始损伤的水泥砂浆材料的动态本构关系研究

建立了含初始损伤的水泥砂浆试件的两种动态损伤演化模型及本构模型 ,然后通过霍普金森压杆对水泥砂浆试件进行了冲击压缩试验。结果表明 ,正交异性损伤演化模型更适合描述实际介质的损伤 ,从而建立了水泥砂浆材料的正交异性动态本构方程。

冲击荷载作用下氧化石墨烯改性珊瑚砂浆的动态力学特性与微观机制

珊瑚砂是我国南海岛礁应急工程的首选建筑材料,但因其具有疏松多孔、强度低、易破碎等缺陷,珊瑚砂浆的整体力学性能难以满足设计要求。氧化石墨烯(GO)可有效改善珊瑚砂浆的力学性能,然而,目前关于冲击荷载作用下GO改性珊瑚砂浆的动态力学特性研究少有涉及。本文通过开展改性珊瑚砂浆的冲击压缩试验与微观结构试验,分析了不同氧化石墨烯掺量和不同应变率条件下改性珊瑚砂浆动态力学性能的变化规律及其微观机制。结果表明:(1)珊瑚砂浆的动态应力-应变曲线近似呈四段式,其变化趋势受GO掺量和应变率影响显著;(2)在相同应变率条件下,珊瑚砂浆的动态抗压强度随GO掺量的增加均呈先增加后降低的变化特征,且在GO掺量为0.03wt%时达到最大值;(3)珊瑚砂浆的动态增强因子(DIF)和韧性指数具有明显的应变率效应;(4)GO可定向驱使水化产物充填砂浆裂隙或孔隙,提高结构完整性,增强珊瑚砂浆抗冲击性能。

纤维高强混凝土的动态力学性能试验研究

为研究纤维高强混凝土材料在冲击荷载下的动态压缩性能,采用大尺寸φ75mm Hopkinson压杆,对三种纤维含量的钢纤维高强混凝土、PVA纤维高强混凝土试件进行了三种应变率范围的冲击压缩试验,得到了它们在较高应变率范围内的动态应力-应变关系。试验表明纤维高强混凝土材料为应变率敏感性材料,在较高应变率范围内纤维高强混凝土材料的动态应力-应变关系是与应变率相关的。纤维高强混凝土材料的破坏应力和破坏应变随应变率的增大而增大。钢纤维和PVA纤维对混凝土耗能能力的改善和提高表现在材料达到峰值应力后开始破坏的过程中。同时也对两种纤维高强混凝土材料的纤维增韧特性及耗能机理也进行了分析和探讨。