沥青混合料3点弯曲内部受力研究

沥青混合料的抗弯拉性能影响沥青路面的服役质量和寿命,其内部受力决定了抗弯拉性能的优劣。为探究沥青混合料的内部受力特征,采用离散元方法对3点弯曲受力模式下沥青混合料各组分力链进行量化评价。首先,基于图像识别构建了粗集料模板库,实现沥青混合料试件高效离散元3维建模,并提出了3点弯曲仿真方式;然后,可视化表征沥青混合料内部力链分布,提取了各组分力链数据,从组成、强度和角度方面分析了力链特征。结果表明:在3点弯曲受力模式下,沥青混合料的内部力链场表现为拉压分区,粗集料嵌挤仅在受压区生效;SMA13沥青混合料的70.8%内部接触力由沥青砂浆提供,而AC13沥青混合料提供的则为83.2%,粗集料在弯拉受力状态下作用较小,沥青砂浆起主要抵抗外载作用;力链比重随强度的增大而减小,砂浆内部与砂浆-粗集料界面位置的强力链比重基本一致,而粗集料之间受力不均匀,砂浆使沥青混合料内部均匀受力效果明显;粗集料-砂浆界面水平方向的力链强度略高于竖直方向,粗集料力链强度随角度变化的波动起伏大。沥青砂浆在沥青混合料弯拉受力时承担主要荷载,可为沥青混合料的结构设计和性能评价提供参考。

加载速率对大鼠股骨3点弯曲实验的影响

目的：探讨在大鼠股骨标本的3点弯曲实验中，加载速率变化对实验结果的影响。方法：选取32个雄性SD大鼠股骨标本，以常选用的加载速率范围内的1、3、5mm／min和较大值的20mm／min分4组进行3点弯曲实验，观察各标本最大载荷、弹性载荷、最大桡度、弹性桡度、最大应力、弹性应力、最大应变、弹性应变、弹性模量等9项骨生物力学指标的变化情况。结果：以1、3、5mm／min速率加载时，速度越快，大鼠股骨标本9项指标越高，但差异无显著性（P〉0．05）；而以20mm／min的速率加载时，与1、3、5mm／min速率加载相比较，9项指标均显著增加（P〈0．05）。结论：在大鼠股骨3点弯曲实验中，常选用的加载速率范围内（1～5mm／min）变化时，对骨的结构力学和材料力学指标无显著改变。而当加载速率超过一定范围时，对骨的结构力学和材料力学指标可产生显著影响。

2种材质油管3点弯曲试验研究

油管的各种失效事故严重影响了油田正常生产,并带来了重大经济损失,而大多数油管失效事故都是由油管缺陷处微小裂纹缓慢扩展到一定深度后发生快速扩展导致的,因此对油管裂纹发生快速扩展的临界深度进行研究具有重要意义。选用油田常用的73 mm×5.51 mm的N80、J55材质油管加工成标准3点弯曲试样,通过3点弯曲试验,模拟研究了含缺陷油管的裂纹扩展规律,确定了2种材质油管裂纹发生快速扩展时的临界深度,为制定合理的油管判废标准提供了参考。结果表明,N80和J55油管裂纹发生快速扩展时的临界深度分别为其壁厚的41.0%和37.0%。

岩石三点弯曲圆梁试样的突变分析

分析了岩石、混凝土和陶瓷等一类材料的3点弯曲圆梁在断裂测试中可能出现的“回跳”失稳行为,即一种突变现象。对这种试样提出了一个不同于3点弯曲矩形截面梁的失稳条件。

高强度钢板热冲压材料性能研究及在车身设计中的应用

对热成形零部件的材料性能进行拉伸测试及金相试验研究,板料经过热成形后零部件的屈服强度超过1 000 MPa,抗拉强度达到1 600 MPa。对热成形门内加强梁进行3点弯曲试验并同时进行耐冲击数值模拟,说明热成形零部件具有优异的承载能力及耐碰撞冲击性能,适用于车身耐冲击构件的选材。提出高强度钢板热成形零部件用于车身设计的'功能设计'方法。设计热冲压零部件用于车身设计的三种方案,并进行整车的侧面碰撞数值仿真结果比较,阐明高强度钢板热成形构件对于提高整车耐冲击性能的作用机理:热成形零部件用于车身设计时应进行整体骨架布局,形成驾驶员及乘客的超高强度保护仓;避免简单应用单个高强度热成形零部件,防止冲击时侵入车体。总结热成形零部件用于车身的'功能设计'方法。

陶瓷材料动态抗弯性能测试

用改装的Hopkinson压杆试验装置测试了陶瓷材料3点弯曲动态力学性能;定义了量纲一挠度和挠度变化率,给出了几种陶瓷材料在不同挠度变化率下的挠度-最大拉应力曲线,从而给出其抗弯强度。测试结果说明,陶瓷材料的动态抗弯强度具有挠度变化率效应。分析了3点弯曲动态测试的有效性和动态损伤,分析表明,动态损伤因子临界值具有挠度变化率效应。

混凝土结构的损伤模型及损伤场分析

混凝土结构在外界因素如荷载、温度等作用下,将会产生应力和应变,根据损伤力学的概念,混凝土结构同时将会发生损伤并且产生损伤积累,从而导致材料性能不断劣化,最终产生宏观裂缝直至整个结构破坏.本文提出了一种损伤—应变耦合模型,可计算混凝土结构的损伤场随荷载变化的全过程.3点弯曲梁的算例表明,该模型的分析结果更符合混凝土结构的实际应力场和位移场变化情况,从而为复杂混凝土结构的损伤仿真分析研究奠定了基础.

弯载下砂岩声发射特征值时间效应

为探索开采速度对采空区顶板破断特征影响的力学机制,设定不同加载速率,开展砂岩3点弯曲和声发射试验,研究砂岩弯曲折断过程的力学行为及其受加载速度影响的时间效应和折断前兆特征。结果表明,加载速率越快,砂岩显著初始损伤声发射发生的应力条件越高,积累的应变能越高;岩石折断前,前兆声发射时间长度与加载速率呈指数负相关,加载速度越快,前兆声发射时间越短,可预测性越差;加载速率与砂岩折断声发射峰值能量及破坏载荷呈指数正相关,与砂岩折断声发射峰值计数呈指数负相关,加载速度越快,岩石折断所需的破坏荷载越大,峰值声发射计数越少,一次性释放的能量越高。上述岩石弯曲声发射特征值是加载速率的函数,存在时间效应。从机理上解释了煤矿开采速度越高,顶板岩体动力灾害危险性相对越高,可预测性越差的原因。

超高性能水泥基复合材料三点弯曲梁断裂韧度的试验测定及影响规律

研究超高性能水泥基复合材料的双K断裂参数,针对水泥基纤维复合材料和水泥基体两种不同材料设计了不同强度等级、不同尺寸以及不同初始缝高比的14组试件,进行3点弯曲梁断裂试验,测定其起裂荷载,并以此计算得到了起裂韧度的控制值;通过测定最大荷载及对应的裂缝张开位移计算失稳断裂韧度。结果表明,两种材料试件的起裂韧度和失稳韧度都随试件抗压强度的增大而增大;随初始缝高比的减小,水泥基纤维复合材料试件的起裂韧度和失稳韧度都明显增大,而水泥基体试件的起裂(失稳)断裂韧度增大不明显;尺寸效应均比较明显,试件尺寸的增大,水泥基纤维复合材料的起裂断裂韧度和失稳断裂韧度增大较为明显,而水泥基体试件呈现一定的离散型。

两种钢材COD及J积分值的实验研究

采用18CrNiWA和40Cr钢,用3种不同强度材料的试件,进行了一系列3点弯曲试件深裂纹和浅裂纹的COD及J积分值试验,再次得出了浅裂纹的COD和J积分值大于深裂纹值的结果.文中用滑移线场理论进行分析,得出浅裂纹的静水应力值要小于深裂纹值,从而造成浅裂纹的断裂韧度值大于深裂纹值的结论.并以双参数断裂理论分析得出a/W值的减小导致了T应力的减小,并由此导致裂纹尖端塑性区的增大.即浅裂纹塑性约束的减小,造成了浅裂纹的δi及Ji值明显高于深裂纹值的结果.文中还指出了其重要的工程实际意义.

Biodentine和MTA对牙本质抗折性能的影响

目的探讨Biodentine和MTA对牙本质抗折性能的影响。方法选取30颗猪尖牙进行实验,在釉牙骨质界处去除牙冠,在距离釉牙骨质界约30mm位置去除根尖,制作成统一长度标本备用。采用随机数字表法将30颗猪尖牙分为Bio组(10颗)、MTA组(10颗)以及对照组(10颗),Bio组采用Biodentine进行根管填充、MTA组采用MTA进行根管填充、对照组不进行根管填充。3个月之后进行力学测试,比较3组标本的最大负荷力、3点弯曲强度以及弯曲模量。结果 3组标本的最大负荷力比较,差异有统计学意义(P<0.05);Bio组标本最大负荷力大于MTA组及对照组,差异均有统计学意义(P<0.05);MTA组标本最大负荷力大于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。3组标本3点弯曲强度比较,差异有统计学意义(P<0.05);Bio组标本3点弯曲强度大于MTA组,但差异无统计学意义(P>0.05);Bio组和MTA组标本3点弯曲强度大于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。3组标本弯曲模量比较,差异有统计学意义(P<0.05);Bio组标本弯曲模量大于MTA组及对照组,差异均有统计学意义(P<0.05);MTA组标本弯曲模量大于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 Biodentine和MTA均能提升牙本质的抗折性能,但Biodentine比MTA效果更好,临床上可根据患者实际情况选择使用。

SiC/Al梯度功能材料蠕变性能有限元分析

为研究SiC/Al梯度功能材料(Functionally Gradient Material,FGM)的性能,采用ANSYS分别对具有4个梯度层的该种材料的3点弯曲试样和紧凑拉伸试样,在热载荷和机械载荷热载荷共同作用下的蠕变性能进行数值模拟分析,得到不带微裂纹、带垂直梯度方向微裂纹和平行梯度方向微裂纹的SiC/AlFGM试样在这两种工况下的蠕变应变随坐标位置及时间变化曲线.结果发现:(1)蠕变应变主要发生在铝合金富集层,横向裂纹对试件蠕变影响不大;(2)在有机械载荷作用时,裂纹位置对最大蠕变应变值有较大影响;(3)考察紧凑拉伸试件,发现随着远离裂纹尖端,其蠕变应变值也随之迅速减小,在有机械载荷作用下,蠕变减小趋势比只受热载荷作用明显,变化趋势反映出蠕变应变与材料的应力分布有很大关系.

斜拉桥索力监测方法分析

介绍了斜拉桥的发展及受力情况,对目前斜拉桥索力测量几种方法的原理进行了简单地分析,比较了它们的优缺点及适用性,从而根据不同的条件,选择相对合适的方法,为桥梁施工和检测提供更有价值的数据。

增强体织物组织结构对曲面复合材料力学性能的影响

为了探究曲面复合材料中增强体织物组织结构对其力学性能的影响,采用不同组织结构(平纹、斜纹、缎纹、无纬结构)的玄武岩织物,浸渍在环氧树脂与固化剂混合溶液中,在特制模具中加压复合成型制备了一系列曲面复合材料。采用3点弯曲试验法对曲面复合材料的弯曲强度和弯曲模量进行了测试,并且研究了曲面复合材料的冲击性能以及顶破强力及其破坏机理。结果表明,平纹增强体的玄武岩曲面复合材料弯曲性能最佳;组织结构为缎纹的玄武岩曲面复合材料冲击性能最佳,弯曲强度和平纹相近,在顶破强力上缎纹结构略低于斜纹结构。

平面应变断裂韧度K_(IC)试验力估算方法

通过阐述平面应变断裂韧度的试验原理,采用3点弯曲试样和紧凑拉伸试样,以25 t疲劳试验机为例对不同试样尺寸下对应的试验力进行估算,得出试验尺寸与试验力的关系,并分析在25 t疲劳试验机上进行试验的可行性。同时对比了同样厚度的3点弯曲试样和紧凑拉伸试样试验力的大小,为选择试样种类提供了依据。

碳纳米管膜的压阻效应

对碳纳米管(CNT)膜的压阻效应进行了研究.实验所用的碳纳米管用热灯丝气相沉积法(CVD)合成,压阻效应用3点弯曲法测量.研究发现:在室温下与500微应变时,碳纳米管膜的压阻因子至少是65,超过多晶硅(Si)在35℃时的压阻因子30.并且,碳纳米管膜的压阻因子随温度的升高而变大.还讨论了碳纳米管膜出现压阻效应的机制.

基于能耗法的水泥混凝土桥梁铺装层复合结构疲劳特性分析

能量法为分析沥青混合料疲劳特性的有效方法之一,应用于分析水泥混凝土桥面铺装复合结构的疲劳特性。首先,介绍了沥青混合料的能耗分析方法;其次,根据铺装复合结构设计原理,推导得到基于能耗原理的疲劳寿命方程;最后,通过复合梁3点弯曲疲劳试验,得到能量法参数及相关回归系数,可以预测不同轴载作用下铺装体系的疲劳寿命。结果表明:采用能耗法建立的铺装层疲劳方程可写为能耗(W0)-寿命(N f)形式;研究成果对建立水泥混凝土桥面铺装层疲劳设计理论和方法,有效预估水泥混凝土桥面铺装层使用寿命,具有较强的理论意义与应用价值。