有无短筋热阻断拉结件单元板剪切性能试验研究

为探究有、无短筋对玻璃纤维套筒热阻断拉结件单元板剪切性能的影响,对有无短筋单元板进行剪切试验,对比分析其破坏形态、荷载-位移曲线及DIC应变.结果表明,有短筋单元板在破坏时拉结件拐点处的混凝土局部拉脱后仍有承载力,无短筋单元板拐点处混凝土拉碎,拉结件拐点处承载力完全丧失,有短筋单元板极限抗剪承载力为155.78 kN,无短筋单元板极限抗剪承载力89.5 kN,得出布置短筋可显著提高热阻断拉结件单元板抗剪承载力及刚度.本研究成果可为热阻断拉结件轻质夹芯墙板设计提供参考依据.

微细正交切削过程原位观测中位移补偿方法

原位观测和数字图像相关(DIC)分析法逐步在金属切削加工过程的塑性变形分析中得到广泛应用,其测量分析过程直观准确,已经成为一种主要的材料变形分析手段。为了在金属微细正交切削原位显微成像分析时,既能获得大观测视野又能使位移场分析结果清晰直观,本文提出改进型图像尺寸压缩匹配搜索算法对图像序列间的位移偏差进行检测补偿,将切削工况由工件做进给运动转化为刀具做进给运动。与归一化积相关匹配搜索算法进行对比验证,结果显示,所提出算法在大幅度提高执行效率的同时还具有很高的搜索精度。最后,在图像序列间选取两张图像进行位移偏差补偿以及变形区位移场DIC分析,结果显示本文补偿方法可以对工件进给运动和外界环境中振动引起的位移偏差进行有效补偿,使得变形区位移场分析结果中工件材料间的相对运动趋势更为直观。

含预制钻孔煤体承载破坏应变场与声发射响应真三轴试验

利用具有可视窗口的煤岩真三轴试验系统,开展了含不同孔径预制钻孔的煤体真三轴承载破坏试验,借助数字图像相关(DIC)和声发射(AE)分析方法,研究了煤体承载破坏过程的应变场与声发射响应规律.结果表明:含预制钻孔煤体呈现出拱形破坏裂纹,拱形裂纹区面积、声发射峰值能量及宏观裂纹数量均与孔径呈正相关.煤体承载破坏过程中,孔周煤体逐渐出现应变集中,孔壁发生掉渣、破裂现象,声发射信号开始活跃;随着应变集中程度的加剧,孔壁煤体剥落现象逐渐严重,使孔壁两侧对称出现“V”形破坏区,而“V”形破坏区底部则出现了沿最大主应力方向扩展和延伸的竖向裂纹;当孔周煤体应变集中区域逐步发展为蝴蝶形态时,钻孔上方煤体开始向钻孔空间移动,竖向裂纹则沿最大主应力方向快速扩展并向水平方向偏转,声发射信号急剧增加并达到能量峰值;竖向与水平方向裂纹交汇形成拱形裂纹,而拱形裂纹所包裹的煤体则被分割为独立块体,随后声发射信号明显减弱.

双交叉裂隙岩桥相互作用与破坏行为试验研究

双交叉裂隙是工程岩体中构成断续交叉裂隙的基本单元。裂隙几何参数的变化,会带来裂隙之间岩桥组合形态的改变,并形成岩桥相互作用,对双交叉裂隙的起裂、扩展、贯通及断裂产生直接影响。本文以光敏树脂3D打印技术制备不同次裂隙长度的双交叉裂隙试样,并低温处置使其脆化;开展单轴压缩试验以获得试样的力学性能,利用DIC (Digital Image Correlation,数字图像相关技术)分析试样的变形行为,采用高速摄像机捕捉裂纹萌生和裂隙扩展过程。结果表明,随次裂隙长度的增加,双交叉裂隙试样的峰值强度呈先增大后减小的趋势;试样压缩破坏过程中,最短岩桥(主导岩桥)的两端最先形成应力集中,主导着初始裂纹的形成;尖端裂纹的扩展路径主要受到剪切路径的影响,而剪切路径随加载进程动态变化,由外侧向主导岩桥位置逐步靠拢,控制着次生裂纹的扩展角度。

短切纤维及预应力对玄武岩织物增强水泥基复合材料拉伸力学性能的影响

通过静态拉伸试验研究不同体积掺量的短切碳纤维、钢纤维、耐碱玻璃纤维及预应力对5层玄武岩织物增强水泥基复合材料(BTRC)拉伸性能的影响。试验结果表明:短切碳纤维、玻璃纤维可以提高基体和BTRC的开裂强度,且开裂强度随着碳纤维掺量的增加而增加;预应力使基体产生预压力,明显提高其开裂强度。短切纤维及预应力都显著提高BTRC的峰值荷载和韧性,但峰值应变基本不变;峰值荷载和韧性随着钢纤维掺量的增加而增加,体积分数为1.5vol%掺量时达到最大值;随着碳纤维掺量增加,峰值荷载和韧性先增加后减小,体积分数为1.0vol%掺量时最大。施加预应力且掺入短切碳纤维或钢纤维时,短切纤维增强的基体可以更好地承受张拉力释放后纤维束径向变形引起的环向应力,进一步提高了织物与基体界面的挤压作用力及摩擦力,从而增强效果最明显,峰值荷载分别增加50.4%和58.9%,韧性分别增加84.7%和79.5%。BTRC材料掺入短切玻璃纤维、钢纤维及施加预应力均可以增加其受力后的裂缝条数,减小裂缝间距和裂缝宽度。