重组竹剪切应力—应变关系及强度特征值提取

【目的】为了解重组竹的受剪性能并安全高效地应用于结构设计。【方法】对3组不同工况下的重组竹标准小试件进行剪切试验,研究重组竹横纹、顺纹及面内剪切力学性能和应力—应变关系。【结果】重组竹横纹剪切强度最高,平均值为15.49 MPa,约是顺纹剪切强度的2.1倍、面内剪切强度的2.7倍。依据破坏模态对试件进行分类,提出相应的应力—应变表达式,计算曲线与试验曲线拟合较好。【结论】采用参数法和非参数法对试验值进行统计分析,基于试验值计算累积分布函数下5%分位值和75%置信度水平下5%分位值的参数法容许极限(PTL),认为最优概率分布下的PTL能较好体现重组竹受剪力学特征。

金属粉体高速压制成形过程的应力—应变曲线特征分析

基于高速压制成形的工艺原理,对金属粉体成形过程中的高应变率、粘性效应和硬化速率先上升后下降的变形特性进行分析。将非线性弹簧、线性弹簧和高应变率Maxwell单元并联构成复合非线性粘弹滞体,并用来描述压制过程中金属粉体的高应变率和粘性效应特征;将非线性弹簧的形变指数视为应变的函数,用形变指数在压制过程中的变化来描述金属粉体硬化速率先上升后下降的变形特征,构建金属粉体高速压制成形的本构关系。分别用线性、二次和三次函数来近似形变指数,分析相应的应力—应变曲线。结果表明:所构建的本构方程能描述金属粉体高速压制成形的变形特性。

有初应力的FRP约束混凝土圆柱应力—应变分析型模型

为准确模拟有初应力的纤维增强复合材料(FRP)约束混凝土的单轴受压性能,基于采集的103个试验数据,引入初应力水平影响因子,提出考虑初应力的FRP约束混凝土圆柱的峰值应力与峰值应变的计算公式,以及反映轴向—侧向应变关系的三折线计算公式,在此基础上再基于Mander本构模型的主动约束方程,建立有初应力的FRP约束混凝土圆柱应力—应变分析型模型。将该分析型模型和既有模型的计算结果与试验结果进行对比,结果表明:考虑初应力的该分析型模型的计算曲线与试验曲线整体吻合较好,由该分析型模型计算得到的峰值应力和峰值应变与试验结果的误差均在20%以内,优于部分既有模型。

煤系泥岩全应力—应变渗透试验研究

为了研究煤系泥岩在采动受力变形过程中渗透率变化的特点,进行了全应力—应变过程的渗透性试验。试验结果得出渗透率随轴向应力的增加可划分3个阶段,在此基础上,考虑渗透率与应力全过程耦合相对复杂的特点,对两者在峰前进行了耦合分析,得出其耦合曲线回归方程,探索了应力峰值和渗透率峰值相互间的关联效应。揭示了煤系泥岩在采动条件下渗透率的变化规律,为解决煤矿开采突水问题提供较重要的参考依据。

CFRP约束混凝土圆柱的应力—应变关系研究

通过对不同情况的混凝土圆柱体应力—应变关系研究,测得混凝土、CFRP约束混凝土、CFRP约束受损混凝土圆柱体在轴压作用下的应力、应变数值,得出了混凝土圆柱体在受损后用CFRP约束的应力—应变关系曲线及模型,为实际工程的加固设计提供了试验依据。

火灾后钢筋混凝土柱轴压极限承载力及其应力—应变关系

本文提出:(1)经不同高温(20～700℃)后的混凝土试件应力—成变可用一数学模型表示;(2)火灾后 RC 柱在轴压下的应力—应变关系可用复合料料并联模型来分析;文章给出了相应的计算式。实验证明,实测的应力—应变曲线与用本文提出的模型计算结果吻合良好。

淮南矿区典型煤岩体全应力—应变渗透性表征试验

煤岩体是一种多孔介质,地下开挖使岩体的应力状态发生改变,导致岩体的力学性质和渗透性质发生改变,围岩应力状态和渗流场特性是获取储层瓦斯气、评价或计算矿井涌水量、防突水危害等具体工程问题的理论基础和科学依据。通过对淮南矿区煤岩进行三轴压缩全过程渗透性试验,分析了煤岩变形破坏全过程以及不同围压和瓦斯压力下的瓦斯渗透特性。得出煤岩全应力—应变曲线与煤岩瓦斯渗透率—全应力应变曲线之间的对应关系。结果表明:在微型裂隙闭合和弹性变形阶段,煤样渗透率随应力增大而减小,进入屈服阶段后,渗透率达到最小值并在峰值后呈持续增大之势;固定瓦斯压力作用下,煤样应力峰值随着围压的增加而逐渐增大,煤样渗透性与围压关系呈指数函数变化规律,且表现出应变滞后的特点;固定围压作用下,渗透率与瓦斯压力关系呈“V”字型走势,即在扩容阶段煤岩样渗透性达到最佳。

活性粉末混凝土单轴受压应力—应变关系研究综述

介绍了活性粉末混凝土(RPC)所具有的优点,结合RPC单轴受压应力—应变关系的研究现状,分析了目前提出的三种RPC单轴受压应力—应变关系的优缺点,为同类问题的研究奠定了基础。

基于全应力—应变曲线的盖层岩石脆性评价改进方法

地下储气库储气能力与其盖层岩石的脆性有着密切的关系,较脆的盖层在注气过程中容易产生破裂,可能会导致油气渗漏。为合理准确地评价盖层岩石的脆性,通过归纳总结并分析现有的基于硬度或坚固性、强度、矿物组成、应力应变曲线等脆性指标的局限性,提出一种基于全应力—应变曲线的岩石脆性评价改进方法,综合考虑塑性屈服特征、应力状态及屈服阶段对岩石脆性进行评价,并与已有的脆性指标对比以验证方法的有效性。将方法应用于实际储气库评价工程,评价了X9、D5盖层岩石的脆性,得到X9盖层岩石脆性比D5强的结论,即D5盖层岩石塑性变形能力较X9好。研究结果解决了现有评价方法对存在相同屈服平台高度但屈服平台长度不同的岩石脆性评价的不足之处,对储气库盖层岩石脆性评价具有指导意义。

低碳钢中形变诱导铁素体相变过程中的应力—应变曲线研究

利用热模拟机Gleeble-3500在温度Ae3～Ar3之间对低碳钢进行了形变诱导铁素体相变的试验研究,发现常见的形变诱导铁素体相变过程中的应力—应变曲线可归纳为三种情况:"双峰"、"单峰"以及"过渡类型"。曲线上所表现出来的峰值是由形变诱导相变在晶界或者晶内发生而导致的软化效应所引起的,是加工硬化和相变软化的平衡点。对应变—时间曲线和应力—时间曲线的分析表明,形变对诱导相变过程中在晶内开始大量发生相变的时刻具有明显的推迟作用,形变诱导相变在形变接近结束之时才开始大量发生,导致大部分的相变过程发生在应变结束之后。研究发现,形变诱导铁素体相变具有亚动态相变的特征,是一个动态形核的亚动态相变过程。

干湿循环和冻融循环作用下硫酸钠腐蚀对混凝土应力—应变曲线的影响

为研究硫酸钠物理结晶对冻融循环后混凝土受压应力—应变关系的影响,采用硫酸钠干湿循环和冻融循环的加速腐蚀方法,对受硫酸钠物理结晶—冻融循环复合作用下的混凝土进行单轴受压试验,得到了硫酸钠物理结晶后冻融循环复合作用下混凝土的破坏特征和应力—应变曲线,分析了不同冻融循环次数下混凝土的峰值应力、峰值应变和弹性模量的变化规律.试验结果表明,硫酸钠干湿循环加速了试样冻融循环后混凝土力学性能的劣化;随着冻融循环次数的增加,混凝土峰值应力和弹性模量逐渐减小,峰值应变逐渐增大.通过回归分析,建立了峰值应力、峰值应变、弹性模量与冻融循环次数的计算关系,为服役混凝土结构抗力退化及结构计算分析提供理论参考.

再生透水混凝土应力—应变全曲线试验研究

以再生骨料替代率(0、30%、70%、100%)和养护龄期(3 d、7 d、28 d)为变化参数,完成了不同龄期不同再生粗骨料替代率下再生混凝土的单轴受压应力—应变全曲线试验,分析了不同养护龄期及不同再生骨料替代率对再生透水骨料混凝土的破坏形态、弹性模量、应力—应变全曲线斜率及发展趋势的影响。研究表明,再生透水混凝土的破坏形态和普通混凝土相似,再生骨料替代率对破坏裂纹有影响,替代率越高裂纹越宽,龄期对破坏面与荷载垂线方向夹角相关,龄期越长夹角越小,不同龄期不同替代率下透水混凝土的应力—应变曲线和普通混凝土的类似,分为上升和下降两个部分,龄期对上升部分影响显著,龄期越长应力—应变曲线斜率越大,再生骨料替代率对下降部分影响较大,再生骨料增加试样弹性模量变低,下降曲线变陡。且再生透水混凝土的棱柱体抗压强度与立方体抗压强度的比值高于普通混凝土。

鄱阳湖南岸植被护坡稳定性应力—应变分析评价

基于对剪切破坏过程中土壤中根的观测和假设,提出了将锚固效应纳入短期和长期边坡稳定性分析的思路。研究的主要内容是对土壤和根系的应力—应变范围比较,以及建立稳定性模型,该模型根据可用的土壤—根系复合抗剪强度取决于剪切应变大小的原理,纳入相关的根系和土壤特性。这种新方法结合了连续介质力学和极限平衡稳定性评估,对根—土复合物质进行更真实的模拟,从而通过在破坏过程中同步根和土的力学作用,将根土的稳定效果纳入边坡稳定性计算。研究结果表明,随着剪切位移(应变)的增加,应力从在低应变下提供大部分抗力的土壤,转移到在高应变下提供大部分抗剪力的根上,这将导致在大规模降雨后,产生逐步破坏。

基于声发射b值演化的脆性岩石裂纹起裂应力评价方法

岩石裂纹起裂应力的识别和研究对认识脆性岩石受载变形及破坏过程具有重要意义。系统总结了现有的裂纹起裂应力确定方法(裂纹体积应变法、侧向应变法、移动点法、声发射振铃计数法)及存在的问题,并以单轴压缩条件下岩石破裂过程中声发射幅值及b值分析为基础,提出了一种基于声发射b值演化的脆性岩石裂纹起裂应力评价方法。采用GAW2000单轴刚性试验机和声发射测试仪开展了一系列变辉长岩和花岗岩的单轴加载试验,根据力学及声发射测试结果,对所提方法及现有方法进行了评价。研究结果表明:声发射b值演化法具有明确的物理机制及意义,可以方便准确地确定起裂应力大小,测定应力结果与现有方法所得结果具有一致性。通过方差分析可知,所提方法与现有方法不存在统计差异,验证了该方法测定裂纹起裂应力的可靠性。2类岩样的起裂应力均与单轴抗压强度呈正线性相关,使用所提方法确定的变辉长岩起裂应力约为单轴抗压强度的0.51倍,花岗岩起裂应力约为单轴抗压强度的0.48倍。所提方法及研究成果对于丰富岩石裂纹起裂应力测试手段和探究岩石脆性破坏机制具有一定的价值。

钢管混凝土偏心受压应力-应变关系模型研究

提出钢管混凝土偏心受压应力-应变关系的纤维单元模型。钢管采用一维四段直线的应力-应变关系,混凝土采用以一维形式表达、考虑钢管与混凝土相互作用的应力-应变关系。提出了偏心受压的钢管混凝土考虑钢管径向应力梯度对紧箍作用影响的核心混凝土的应力-应变关系模型。最后应用提出的钢管混凝土偏心受压应力-应变关系,对钢管混凝土偏心受压柱和钢管混凝土拱面内受力全过程进行了计算分析。

井水位对地壳应力-应变响应灵敏度的研究

从丰镇井水位的潮汐效应、地表水体荷载效应与列车荷载效应分别计算出井水位对各类应力 应变的响应灵敏度,其结果分别是6.6×10-9体应变/mm、9.6×10-7体应变/mm与1.0×10-2体应变/mm;在此基础上,推算出该井水位在张北地震前60mm的缓升型异常相应的含水层应变与应力前兆的量级为5.76×10-5体应变与2.3kPa。

约束混凝土几种有代表性应力-应变模型及其比较

材料模型是结构非线性计算机模拟分析的基础,而影响约束混凝土力学性能的因素众多,因此提出了相应的材料模型也很多。通过文献层面的分析比较,从众多约束混凝土模型中优选出其中六种加以介绍,并对各模型的应力-应变曲线进行了比较分析。

层合陶瓷基复合材料多尺度应力—应变计算模型

对层合陶瓷基复合材料(CMCs)的应力-应变行为进行了研究。基于多尺度分析方法,实现了由组分性能参数到层合陶瓷基复合材料整体应力-应变的计算。采用可实现单向纤维增强陶瓷基复合材料应力-应变计算的细观力学模型,由材料的细观组分性能计算出单向板的非线性弹性性能,并将单向板的弹性性能作为层合复合材料模型的输入参数,通过有限元法计算层合陶瓷基复合材料的整体应力-应变响应。与试验数据的对比表明:采用该模型可以实现层合陶瓷基复合材料在单调拉伸载荷及拉伸加卸载条件下应力-应变曲线的预测,其中数据的最大偏离为19.61%.

流动应力-应变关系对5754O铝合金板成形极限的影响(英文)

为了合理描述单向拉伸试验曲线,给出了一种修正的Swift型流动应力—应变关系。基于两种流动应力—应变关系,采用Yld2000-2d屈服准则计算5754O铝合金板的成形极限应变图(FLD-strain)。通过对比理论和实验结果,发现基于修正的Swift型的应力—应变关系所计算的FLD-strain能够合理地描述实验结果。虽然常用的Voce型应力—应变关系能够精确地描述均匀变形阶段的变形行为,但基于该应力—应变关系计算的FLD-strain明显低于实验结果。结果表明,板料的强化率越高则相应的成形极限也越高。为了描述板料在非均匀变形阶段的变形行为和成形极限,建议了一种用于确定合理的流动应力—应变关系的方法。

桂林粘土应力—应变关系归一化性状研究

本文通过对桂林粘土的固结不排水三轴剪切试验,基于典型的双曲线方程,从理论上推导了为实现应力—应变方程归一化而必须满足的归一化条件,并提出了用主应力差渐近值作为标准归一化因子。同时,运用标准归一化因子,建立了桂林粘土固结不排水条件下应力—应变特性的归一化方程。利用求得的归一化方程对不同围压下的应力—应变关系进行归一化分析,并与试验实测数据进行比较,可以得出用主应力差渐近值作为标准归一化因子,粘土的应力—应变特性归一化程度高,可以很好的预测出不同围压下的应力—应变关系。