低速冲击下玻璃钢/钢复合结构损伤特性实验研究

考虑基体材料的不同增韧特性,针对两种不同的玻纤织物增强复合材料/钢复合结构进行低速冲击实验,采用超声波探伤仪对玻璃钢损伤区域进行了探测。结果表明,采用增韧基体的玻璃钢/钢复合结构在低速冲击下玻璃钢层的抗冲击能力更强,相同能量冲击下的损伤面积更小;损伤面积近似呈正方形分布,正方形对角线与纤维方向一致。

钢复合结构压力容器技术

对压力容器设计提出了一种技术先进的多功能壳和长远发展根本要求的新理念 ,并介绍了钢复合结构压力容器技术的四项新的专利技术发展体系。钢复合结构压力容器技术是一种国际创新的 ,涵盖各种高、中、低压 ,应用范围广阔的压力容器新技术。其主要特点是具抑爆抗爆、简化制造、分散缺陷和可实现经济可靠的在线安全状态自动监控等多功能壳特性 ,可降低制造成本 30 %～ 5 0 %。

玻璃钢/钢复合结构带式舟桥方舟的制作工艺

根据玻璃钢和钢材这两种材料的优点及现行带式舟桥的结构特点,论述了采用玻璃钢/钢复合结构研制新型带式舟桥的构想。以带式舟桥方舟模型的制作为例,提出了实现上述构想的工艺设计方案,并详细阐述了以手糊成型为主的制作工艺。研究结果表明,玻璃钢/钢复合结构带式舟桥的制作工艺方便、可行,经试验验证,结果可靠,对促进玻璃钢在舟桥器材中的应用具有指导意义。

核聚变堆钨/钢复合结构连接的研究现状

核聚变堆中的面向等离子体材料钨需要和结构材料低活化钢形成高质量连接,以制造出可满足极端苛刻工作条件的钨/钢复合结构件。介绍了钨/钢复合结构连接的难点,详细阐述了钨/钢复合结构的连接技术、连接接头的热应力与降应力方法以及力学性能等方面的国内外研究现状。指出对钨/钢复合结构导热性、抗热疲劳性及高温与强辐射环境下工作的可靠性要进行系统测试与分析,并以此为基础不断改进连接技术与工艺,标准化测试方法,确定钨/钢复合结构关键性能的优先顺序及指标等是今后核聚变堆钨/钢复合结构连接研究的发展方向。

玻璃钢/钢复合结构舟桥模型力学性能研究

以我军现装备的79A带式舟桥为原型,以采用手糊成型工艺制作的按1∶4比例缩小的玻璃钢(FRP)/钢复合结构的方舟模型为研究对象,采用“三弦梁”理论对模型的承载能力进行了计算。通过对每两个方舟模型互相连接后的静载试验研究了其力学性能。计算结果与试验结果十分吻合,试验中各构件的力学性能良好,FRP构件与钢构件之间的应力分配较为合理,充分体现了FRP/钢复合结构的优点。研究结果可以为研制复合材料舟桥器材提供重要参考。

碳纤维-钢复合结构不同粘结界面对ΔKⅡ影响的仿真研究

为研究不同粘结界面对应力强度因子幅ΔKⅡ的影响,利用Abaqus有限元软件,基于粘聚区模型(CZM),建立碳纤维布(CFRP)-H型钢复合结构的有限元模型,采用四点弯加载,模拟了Ⅱ型断裂模式下三种粘结界面(刻槽/Kevlar、刻槽/Kevlar/多壁碳纳米管(MWCNT)和喷砂/MWCNT)的损伤情况,得到复合结构ΔKⅡ与Y向位移载荷的曲线。结果表明:仿真结果与理论结果一致,不同粘结界面的增强效果不同,界面粘结强度越高,ΔKⅡ值减小越明显,刻槽/Kevlar/MWCNT界面增强效果最佳,仿真结果为后续试验研究提供参考。

接触爆炸下波纹钢⁃混凝土板复合结构水下防爆效果评价

为探究不同波纹钢⁃混凝土板复合结构的水下抗爆防护效果,采用有限元⁃光滑粒子流体动力学耦合算法(FEM⁃SPH)建立水下多介质耦合爆炸模型;设计不同波纹钢⁃混凝土板复合结构防护方案,探究不同复合结构防护层(含3,6,9,12 mm厚波纹钢复合结构、含30°,45°,60°,75°波纹钢复合结构和含10,30,50,70 mm波高波纹钢复合结构)的水下削波吸能效果,并提出耗能分担率对复合结构进行防护效果评价。研究结果表明:混凝土板迎爆面与背爆面的模拟结果与试验结果较为吻合,验证了水下接触爆炸模拟过程;不同复合结构防护方案下,含12 mm厚波纹钢复合结构、含75°波纹钢复合结构和含70 mm波高波纹钢复合结构防护方案较无防护方案测点峰值压力最大降幅为63.2%,60%和57.9%,最大防护率分别为63.2%,60.0%和57.9%,耗能分担率为69.48%,66.26%和63.51%;最优型式(厚度为12 mm/夹角为75°/波高为70 mm)复合结构的削波吸能效果及防护效果均显著优于单一因素影响下的复合结构。研究成果可为不同波纹钢⁃混凝土板复合结构在水下抗爆防护领域的应用提供理论基础。

不同波纹钢-混凝土板复合结构水下抗爆机理及损伤等级预测

为探究不同波纹钢-混凝土板复合结构的水下抗爆机理,采用光滑粒子流体动力学与有限单元(FEM-SPH)耦合方法模拟混凝土板在水下接触爆炸下的损伤过程,并与试验结果对比,以验证数值方法的有效性;采用FEMSPH方法探究不同防护方案下墙面板毁伤过程及失效模式,揭示其水下防爆机理,并构建出墙面板损伤等级预测曲线。研究结果表明:模拟结果与试验结果较为吻合,验证了模拟方法的有效性;在含12 mm厚波纹钢的复合结构(T-12)、含75°夹角的波纹钢复合结构(A-75)和含厚70 mm波纹钢的复合结构(WH-70)三种防护方案下,墙面板的毁伤范围较未加固墙面板最大降幅分别为83.0%、81.6%和82.5%;预测曲线可以直观评估出炸药量和复合结构中波纹钢波高变化对墙面板损伤等级的影响。

波纹钢厚度对复合结构损伤特性及抗爆性能的影响

为探究不同厚度波纹钢加固混凝土板的抗爆性能,采用FEM-SPH耦合方法建立接触爆炸荷载下波纹钢-混凝土板复合结构三维精细化数值仿真模型,对比分析爆炸试验模拟结果与试验结果;探究波纹钢厚度变化对复合结构动力响应、损伤演化特征及毁伤模式的影响,揭示复合结构中冲击波的传播机理,并对复合结构毁伤预测并评价。研究结果表明,波纹钢-混凝土板复合结构中混凝土板爆坑直径的模拟结果与试验结果高度吻合;复合结构中波纹钢跨中位移、峰值应力和应变随波纹钢厚度增加而减小,而能量吸收值随波纹钢厚度增加而增大;复合结构的损伤范围随波纹钢厚度增大逐渐缩小,其破坏模式为混凝土板的爆坑和贯穿破坏;预测公式可以很好地算出混凝土板爆坑直径和深度,复合结构抗爆性能随波纹钢厚度增加而提高。研究成果可为波纹钢-混凝土板复合结构在结构抗爆防护领域的应用提供理论基础。

玻璃钢/钢连接界面复合结构拉伸破坏机理试验研究

对玻璃钢/钢结构连接界面粘结强度进行研究,采用不同种类及比例的添加剂对粘结剂-环氧树脂进行改性,并用不同的工艺制作了系列粘结结构试件。根据试验结果,得到了不同试件的拉伸破坏强度和三种典型破坏模式,并对破坏机理进行了分析。

轻钢龙骨复合剪力墙结构抗火研究进展

冷弯薄壁型钢房屋建筑结构是公认的绿色与工业化建筑,在我国具有良好应用与发展前景,其相关抗火理论及设计方法得到国内外学者的高度关注。课题组从2003年开始冷弯薄壁型钢结构研究工作,提出了多层轻钢龙骨复合剪力墙结构体系,并对其展开系统试验与基础理论研究。针对轻钢龙骨复合剪力墙建筑结构的若干关键抗火问题,即冷弯薄壁型钢结构主要组成材料及连接件高温性能、冷弯薄壁型钢结构垂直与水平分隔构件耐火试验、数值与解析计算模型等方面,对课题组的最新研究进展进行了介绍,同时指出了今后尚需开展的研究工作。

多层轻钢房屋建筑结构——轻钢龙骨式复合剪力墙结构体系研究进展

轻钢结构是天然的绿色建筑,也是天然的工业化建筑.中国人口众多,土地资源紧张,地震灾害严重,因此发展多层冷成型钢房屋建筑符合中国国情.将低层冷成型钢结构体系拓展至多层结构,存在4个主要技术难点.课题组通过结构体系与主要部件两个层面的改进,提出了多层冷成型钢龙骨式复合剪力墙结构体系及其两个重要部件——冷成型钢托梁龙骨-ALC板组合楼盖和带有夹心墙板单元的轻钢龙骨式复合墙体.还针对该新型体系的抗侧、抗火等基础理论问题,阐述了课题组研究进展及国内外同行的相关研究工作.最后,从宏观角度指出了该新型体系尚需开展的研究工作.

钢模块-框架复合结构的蒙皮效应分析

模块建筑是一种新型的建筑结构体系,具有工业化程度高、施工绿色环保等优点,随着装配式建筑的大力发展,模块建筑得到了广泛的应用。一个完整的模块其四周墙体的蒙皮效应是不可忽略的,对某公寓实际工程中模块建筑的蒙皮效应进行研究,得出蒙皮效应在模块建筑中所发挥的刚度贡献,并采用等效的方式将其刚度贡献考虑在整体模型中进行分析,进而将钢模块-框架复合结构体系简化为纯模块体系。分析发现,模块建筑墙体的侧向刚度对结构有较大贡献,考虑蒙皮效应后,结构的总体位移和层间位移均有所减小,使结构用钢量得以降低并使结构得以简化。

复合钢结构的焊接工艺与组织性能研究

采用焊条电弧焊和钨极氩弧焊相结合的方法对复合钢结构进行焊接,研究不同焊接工艺对焊接接头显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,焊接接头的抗拉强度与母材较为接近,而断后伸长率略有降低,断裂位置都在母材处。失重腐蚀速率测试结果表明,4种焊接接头中A4的腐蚀速率最小,具有较好的耐腐蚀性能。电化学性能测试结果表明,304L母材和4种焊接接头在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能从小至大依次为:接头A3<接头A1<接头A2<接头A4<304L母材。

基于物质点法多层钢结构复合建筑研究

针对实际建筑工程,提出多层钢结构模块-钢结构复合框架建筑结构体系,并利用MATHEMATICA软件进行了模型构建。采用三维物质点法分析计算表明,传统钢结构的设计方法可以完美移植到SSMSSF建筑结构体系设计中,由此而得到的应力、位移等指标均满足规范要求。

钢钛复合结构炮口制退器研究

以某突击炮轻量化设计为背景,提出了一种钢钛圆环过盈复合结构的炮口制退器。运用MATLAB软件对炮口制退器重量、效率进行了联合优化,通过Fluent流场分析软件对炮口制退器效率进行了分析验证,通过试验验证了炮口制退器重量、效率和抗烧蚀性等性能。试验结果表明:钢钛复合结构炮口制退器与原炮口制退器后坐长相当,重量减轻59.2%,满足榴弹与穿甲弹的使用要求,且发射后火炮振动减小。

可在线涂装的“碳纤维/钢”复合结构汽车B柱分总成的研发

为提高汽车安全性和轻量化水平,开发了一种可在线涂装的“碳纤维/钢”复合结构B柱分总成,该分总成包括钢制B柱加强板和碳纤维增强复合材料(CFRP)B柱中部支撑板,采用结构胶粘接而成。研究了真空袋压与热压罐成型工艺对CFRP层压板涂装前后性能的影响,并对“碳纤维/钢”的粘接强度、B柱分总成的刚度和强度等力学性能进行了研究,结果表明,复合结构B柱分总成在涂装前后的性能均优于传统钢制总成,CFRP中部支撑板减重64.1%。

多层钢结构模块与钢框架复合建筑结构设计研究

文章分析了风景园林绿化工程项目管理中存在的主要问题,提出现场施工管理要点和注意事项,以期为相关人员提供参考。

圆截面CFRP-钢复合管混凝土结构分析

圆截面CFRP-钢复合管混凝土结构自身的整体结构特点较为特殊,因此在对其进行研究的过程中,对其结构进行深入分析。在本文中,将基于圆截面CFRP-钢复合管混凝土结构出发,结合FRP技术的应用,来完成对圆截面CFRP-钢复合管混凝土结构的可行性分析,从而保障其在实际应用过程中的效果。

圆CFRP钢复合管混凝土轴压短柱试验研究

通过对8根圆CFRP(碳纤维增强塑料)钢复合管混凝土轴压短柱和4根圆钢管混凝土轴压短柱极限承载力的试验,研究CFRP对圆钢管混凝土轴压短柱的增强效果.分析了钢管约束效应系数和CFRP筒约束效应系数等对圆CFRP钢复合管混凝土轴压短柱极限承载力的影响.在本次试验的参数范围内,CFRP对圆钢管混凝土轴压短柱极限承载力的提高率近似随着CFRP的增加而线性增加;在其它条件相同的情况下,钢管约束效应系数越大,CFRP对圆钢管混凝土轴压短柱极限承载力的提高率越小.