Dynamic Behaviour of Cast A356/Al₂O₃Aluminum Metal Matrix Nanocomposites

The present work includes the study of the dynamic properties of the nanocomposites specimens. The dynamic properties of A356/Al2O3 nanocomposites were investigated through different fabrication conditions. The A356/Al2O3 nanocomposites specimens were fabricated using a combination between the rheocasting and squeeze casting routes. The composites were reinforced with Al2O3 particulates of 60 and 200 nm and different volume fractions up to 5 vol.%. The dynamic properties of the A356/Al2O3 nanocomposites were investigated through measuring the dynamic properties of specimens. Free vibration method is used to measure frequency response (fn ), and damping factor (ξ). The viscoelastic properties such as loss factor η, storage modulus (E'), and loss modulus (E") were obtained. The results concluded that, the dynamic properties of nanocomposites were improved by increasing the volume fractions of nanoparticulates and decreasing the nanoparticulates size. The results indicated also that, the damping factor, and the related parameters (η, E' and E") was strongly affected by increasing both volume fraction and the particulates.

双向振动下高聚物胶凝戈壁土的动力特性试验研究

地震灾害是我国岩土工程中经常遇到的问题之一,为研究戈壁土受地震作用时的动力特性变化规律,采用大型动静三轴试验系模拟土体在受到地震纵横波共同作用时的激振应力,研究掺入一定量的高聚物胶凝材料后的高聚物戈壁土受双向振动作用下各因素对戈壁土动剪切模量、阻尼比及残余变形的影响。研究结果表明:双向振动下,动剪切模量随动剪切应变的增长逐渐减小,随径向动应力比增加,动剪切模量呈现出先增后减的趋势;围压和固结比与动剪切模量呈现出正相关;相位在0°~180°内增长时,双向振动作用下的试样动剪应力增大,动剪切模量随之增加,而阻尼比受各因素的影响较小。高聚物胶凝戈壁土的残余变形随高聚物质量比的增大而迅速减小;在相位差为180°时的动残余体应变和残余剪应变均增大。研究结果初步探明了高聚物胶凝戈壁土在双向振动下的动力变形特性,可为高聚物胶凝戈壁土的应用及工程抗震设计提供参考。

多频段循环荷载下海洋黏土动力特性试验研究

为探究海洋土的动力特性及动力影响因素,采取原状黄海海洋黏土,利用GCTS动三轴试验系统开展室内试验研究,探讨偏应力水平、动应力幅值和动荷载频率对海洋土动应力应变关系和动孔压的影响规律,分析动剪切模量和阻尼比的变化特征。试验结果表明:海洋黏土的动应变随偏应力水平提高和动应力幅值增大而增大,且具有显著的频率效应,低频段动荷载(0.02~0.1 Hz)引起的动应变累积量高于高频段动荷载(1~10 Hz)的应变累积量;在低频段动荷载作用下,土样内超静动孔压显著上升,而在高频段下,动孔压的累积变化量很小;土样的动剪切模量对动荷载的频率反应不十分明显,仅在低频段,动剪切模量会随动荷载频率的提高略有下降,但是会随动应力幅值增加而显著提高,随偏应力水平提高而显著下降;土样的阻尼比对动荷载频率也很敏感,在低频段,阻尼比随频率的增大而降低,在0.1 Hz时的阻尼比最低;在高频段,土样的阻尼比随动荷载频率增加明显提高,提高幅度可达到1倍以上;阻尼比会随动应力幅值增长而略有减小,随偏应力水平提高而略有增加。

振动频率对饱和黏性土动力特性的影响

在回顾加荷频率对土样动力特性影响的研究基础上,采用某土石坝心墙防渗黏性土饱和试样,通过动三轴试验,研究了振动频率f对土样动力特性的影响。动强度试验结果表明:当f=0.1～4Hz时,动强度随f的升高而增大,但f继续升高后,动强度却有下降趋势。当f=0.1～1.0Hz时,频率愈高动孔压比愈大;当f=1.0～6.0Hz时,总的趋势为频率愈高,动孔压比愈小。表明频率较高时,动孔隙水压力来不及上升和扩散。较高频率f持续作用下,试样有吸水现象并伴随动孔压的下降。动模量阻尼试验结果是:f愈低,试样动变形开展愈充分;f愈高,动模量和阻尼比愈大。

南京新近沉积土动剪切模量比与阻尼比的试验研究

通过对南京淤泥质粉质粘土、粉质粘土、粉质粘土与粉砂互层土、粉土、粉砂和细砂等6类新近沉积土120个原状土样、历时4 a的试验研究,给出了南京6类新近沉积土的动剪切模量比G/Gmax和阻尼比D随剪应变幅值γ变化的平均曲线的拟合曲线及其参数的推荐值。为便于一般工程借鉴,给出了该6类新近沉积土的G/Gmax–γ和D–γ试验曲线的典型值。该成果有利于加深对南京新近沉积土动力特性的认识,并对该地区一般工程建设场地的地震安全性评价工作具有借鉴和参考价值。

GZZ-1型自振柱试验机研制与性能试验

作者研制成功GZZ-1型自振柱试验机,该机和动三轴试验机共用一套控制、采集及气压系统,并把纵向共振和自振柱集成为一套系统。实现了计算机自动控制及数据处理程序化。性能试验表明,该试验机动态响应好,运行可靠,操作方便,具有较高的试验精度。

南京地区新近沉积土的动剪切模量和阻尼比的初步研究

本文通过对南京地区两个工程场地漫滩相成因的砂土和淤泥质粉质粘土与粉砂互层土的自振柱试验结果进行分析 ,探讨了围压对剪切模量G及阻尼比λ的影响 ;通过与Seed和Idriss建议的砂土G/Gmax-γ和λ -γ曲线变化范围的对比 ,认为不能简单地把淤泥质粉质粘土与粉砂互层土当作砂土或粉质粘土对待。

长江下游地区新近沉积土动剪切模量比和阻尼比的试验研究(英文)

通过对长江下游地区南京、苏州、常州、徐州、泰州、盐城、扬州、无锡、镇江、张家港、连云港、启东、常熟、江阴、宿迁等15个城市的淤泥质粉质粘土、粘土、粉质粘土、粉质粘土与粉砂互层土、粉土、粉细砂和粗砂等七类新近沉积土共计275个原装土样历时3年的自振柱试验研究,给出了长江下游地区七类新近沉积土的动剪切模量比 G/Gmax和阻尼比λ与剪应变幅值γ变化的平均曲线的拟合曲线、包络线及其参数的推荐值。由于未见报道其他研究者对长江下游地区新近沉积土动力参数的系统研究,该研究成果有利于加深对该长江下游地区各类新近沉积土动力特性的认识,并对该地区各类工程建设的工程场地地震安全性评价工作具有一定的借鉴和参考价值,且有利于推动长江下游地区工程场地地震安全性评价工作的开展。

南京及邻近地区新近沉积土的动剪切模量和阻尼比的试验研究

通过对南京及其邻近地区河漫滩相成因的粘土、粉质粘土、淤泥质粉质粘土、粉质粘土与粉砂互层土、粉土、粉细砂等6类新近沉积土的自振柱试验,详细地探讨了围压大小、剪应变水平、土的颗粒组成和结构性对这6类新近沉积土的剪切模量G及阻尼比l 的影响。通过与Seed和Idriss建议的砂土G/Gmax-g 和l-g 曲线变化范围的对比,结果表明,不能将粉质粘土与粉砂互层土简单地当作砂土或粉质粘土对待。通过试验和理论分析,给出了南京及其邻近地区6类新近沉积土动剪切模量和阻尼比随剪应变变化的平均曲线的拟合曲线、包络线及其参数的推荐值,对实际工程具有一定的借鉴作用。

苏南地区新近沉积土的动剪切模量比与阻尼比——试验研究

苏南地区的场地土主要为漫滩相、湖沼相或冲湖相新近沉积软弱土,结构松散,沉积零乱,成分复杂,饱水可液化粉细砂层及粉土层较为发育,在地震或动力荷载的作用下有可能发生软土震陷或砂土液化。通过对苏南地区淤泥质粉质粘土、粘土、粉质粘土、粉质粘土与粉细砂互层土、粉土、粉砂、细砂和中粗砂等8类新近沉积土155个原状土样历时4年的试验研究,给出了该地区上述8类新近沉积土的动剪切模量比G/Gm ax和阻尼比D随剪应变幅值γ变化的平均拟合曲线及其参数的推荐值。为便于一般工程应用,给出了这8类新近沉积土的G/Gm ax-γ和D-γ关系曲线的推荐值及其标准差。

江苏长江以南地区新近沉积土动剪切试验研究

江苏长江以南地区指南京、苏州、无锡、常州和镇江等行政区域,在长江沿江经济发展及城市一体化战略中发挥着重要作用。根据土的区域性、沉积环境的相似性,通过对江苏长江以南地区六类新近沉积土378个原状土样、历时6年的试验研究,基于Martin-Davidenk-ov模型和作者提出的阻尼比经验公式,给出了这六类新近沉积土的动剪切模量比G/Gmax和阻尼比D与剪应变幅值γ的关系曲线及模型参数;试验结果表明具有结构性的粉质粘土与粉细砂互层土、砂土具有独特的动力特性。这些成果已应用于该地区跨江大桥、轨道交通和电力设施等重大工程场地的地震安全性评价工作;同时,该成果有利于加深对江苏长江以南地区新近沉积土动力特性的认识。

水平振动荷载作用下桩基动力特性

根据波动力学的基本方程和无限平面内圆孔辐射应力混合边值问题的计算理论,利用傅里叶展开法,求解出在水平简谐荷载作用下,考虑桩与周围土体部分脱开的物理现象时桩周土的动刚度和动阻尼。之后将其应用到Novak的无限薄层理论中,得到了在水平简谐荷载作用下单桩的动刚度、动阻尼以及桩的水平振动幅值随频率的变化曲线。分析可知,在水平振动荷载作用下,桩的水平动刚度较小,水平位移起主导作用;考虑了桩与周围土体局部分离的物理现象后,计算出的桩顶水平振动幅值和频率比较稳定,其结果更接近于试验值;计算时,土体的剪切模量采用由静态试验法测得的桩顶土剪切模量,计算结果与试验值更接近。

加载频率对反滤料动变形特性影响的试验及细观数值模拟研究

在动三轴试验过程中,加载频率对动模量和阻尼比的影响目前还没有定论。基于室内动三轴试验结果,采用二维颗粒流程序PFC2D模拟了筑坝反滤料在不同加载频率(f=1.0、0.5、0.1、0.05 Hz)条件下的室内动三轴试验。数值模拟结果与试验结果基本吻合,试验结果表明,(1)当f≥0.1 Hz时,频率对动模量和阻尼比的影响可以忽略;当f<0.1 Hz时,模量在小应变情况下会有所降低,但随着应变的增大会趋于一致。(2)阻尼比在f=0.05 Hz时波动比较大,但与其他频率条件下的阻尼比相比都在一个较小的区域内,可以认为频率对阻尼比基本没有影响。

辽西风积土动剪切模量与阻尼比特性试验研究

研究辽西风积土的动力特性离不开其动剪切模量与阻尼比这两个最基本的参数.通过一系列动三轴试验,分析了围压、固结比、振动频率对原状风积上的动剪切模量与阻尼比的影响情况,并探讨了其产生的机理.通过试验数据分析表明,风积土的动剪切模量随围压的增大而增大,但阻尼比随围压的增大而减小;动剪切模量随固结比的增大而增大,阻尼比随固结比的增大而减小;动剪切模量和阻尼比均随振动频率的增大而增大,但影响较小,不如前两个因素明显.

福建漳州地区典型土动力特性的试验研究

通过对福建漳州地区淤泥、粉质粘土、粉质粘土与粉砂互层土、残积土等4类典型土的共振柱试验,探讨了围压大小、土的性质对这4类典型土的动剪切模量G及阻尼比γ的影响,给出了在不同围压下的G/Gmax和λ/λmax随γ变化的平均曲线及其参数的推荐值,并定量的给出围压对参数的影响规律。结果对实际工程具有一定的借鉴作用。

冻土的动力特性研究及其参数确定

在分析黑龙江省德都县震害基础上，提出季节冻土动力特性研究的必要性。根据大量低温动三轴应力－应变实验资料给出冻土的动弹模量、动泊桑比、动剪切模量、动阻尼比的数值及它们与冻土温度、振动频率的关系。

地铁荷载下宁波软黏土冻融水泥土动力学特性研究

在复杂软弱地层条件下,为有效抑制人工冻结冻胀融沉,可采用水泥土改良后人工冻结二次加固,水泥土冻融后的动力学特性,对地铁隧道长期运营至关重要。运用GDS动三轴仪研究水泥掺入比、振动频率及振次对冻融水泥土动应变、动弹性模量及动阻尼的影响。结果表明:冻融水泥土水泥掺入比越大,滞回圈面积越小,呈现先快后慢发展的趋势,其累积塑性应变最大减小50%;在其它条件相同情况下,动弹模随振动次数的增加而非线性减小,随振动频率升高、水泥掺入比的增大而线性增大;动阻尼比随振动次数的增加而非线性增加,随振动频率升高、水泥掺入比的增大而线性减小,并存在变化临界值;软土水泥土冻融前后的动力学特性有一定差异,一次冻融后的强度较冻融前减小6%;工程中联络通道周围产生非均质冻融水泥土水泥掺量应大于5%;地铁长期循环荷载的后期作用对软土水泥土加固冻融后的动力学特性影响很小,工程中可以不予考虑。

振动频率对饱和砂卵石土动模量和动阻尼比影响的试验研究

通过饱和砂卵石土室内动三轴试验,将不同振动频率对动模量和动阻尼比的影响进行了较为细致的研究,分析了饱和砂卵石土的动力特性随振动频率的变化规律。试验结果表明,振动频率的改变对动模量没有显著的影响,但是在总体上来说阻尼比随振动频率增大而减小。

南京及邻近地区新近沉积土的动剪切模量和阻尼比的试验研究(英文)

通过对南京及其邻近地区漫滩相成因的粘土、粉质粘土、淤泥质粉质粘土、粉质粘土与粉砂互层土、粉土、粉细砂等 6类新近沉积土的自振柱试验 ,详细探讨了围压大小、剪应变水平、土的颗粒组成和结构性对这 6类新近沉积土的剪切模量G及阻尼比λ的影响。通过与Seed和Idriss建议的砂土G/Gmax～γ和λ～γ曲线变化范围的对比 ,结果表明 ,不能将粉质粘土与粉砂互层土简单地当作砂土或粉质粘土对待。通过试验和理论分析 ,给出了南京及其邻近地区 6类新近沉积土动剪切模量和阻尼比随剪应变变化的平均曲线的拟合曲线、包络线及其参数的推荐值 。

振动利用对FDM薄板动力学性能的影响研究

熔融沉积成型(FDM)是当今迅速发展起来的一种快速成型技术(也称3D打印技术),在一定时间内能够直接打印出具有复杂几何形状的模型或零件。然而,FDM产品在机械性能方面却很难与传统加工方式生产的零件相媲美,成为了制约该项技术发展的重要因素之一。首次提出利用振动提高FDM薄板的动力学特性的新方法:将振动引入FDM过程,建立了振动式FDM 3D打印机;分别制备了引入振动前、后Z和X两个打印方向的试验样件,并进行了相应的锤击法模态试验;对比分析利用振动进行加工的FDM样件和普通样件的试验结果,确定振动利用对FDM薄板动力学性能的影响规律。研究表明,利用振动能够使FDM薄板的固有频率发生改变,有效降低其共振响应,提高模态阻尼比,从而提高FDM薄板的阻尼减振性能。