PE纤维与细橡胶颗粒对泡沫混凝土弯曲韧性的影响

研究了聚乙烯(PE)纤维及其与细橡胶颗粒复掺对泡沫混凝土弯曲破坏模式、峰值强度、能量吸收特性和弯曲韧性的影响,并结合孔结构分析和微观形貌观察探究了其作用机理.结果表明:PE纤维使泡沫混凝土出现多缝开裂模式,显著提升了其峰值强度、能量吸收能力和弯曲韧性;复掺细橡胶颗粒可以进一步提升泡沫混凝土试件的比能量吸收和弯曲韧性;掺入PE纤维可以降低泡沫混凝土的平均孔径;复掺细橡胶颗粒导致泡沫混凝土试件的平均孔径增大,联通孔增多,对其峰值强度有不利影响;PE纤维及细橡胶颗粒提升泡沫混凝土弯曲韧性的主要原因在于其削弱了裂纹尖端的应力集中,同时增强了能量耗散作用.

多尺度聚丙烯纤维混凝土弯曲疲劳寿命试验及数值模拟

为研究多尺度聚丙烯纤维混凝土的弯曲疲劳性能,开展基准混凝土、聚丙烯粗纤维混凝土及多尺度聚丙烯纤维混凝土的静载试验及不同应力水平(0.75、0.80、0.85)下的弯曲疲劳试验,建立弯曲疲劳寿命方程,并结合ABAQUS与FE-SAFE软件建立纤维混凝土梁的三点弯曲疲劳有限元模型。结果表明:聚丙烯纤维的掺入,尤其是多尺度聚丙烯纤维混掺显著增强了混凝土基体的抗折、抗疲劳性能。双对数lgS-lgN疲劳方程能够较好地描述多尺度聚丙烯纤维混凝土的应力水平与疲劳寿命的相关性,使用lgS-lgN疲劳方程计算得到200万次循环荷载作用下多尺度聚丙烯纤维混凝土的疲劳强度最高,为3.91 MPa。三组试件疲劳寿命的数值模型预测值均介于实测疲劳寿命的最大值与最小值之间,并接近于疲劳寿命平均值,该模型为多尺度聚丙烯纤维混凝土的疲劳寿命预测提供了理论依据。

碳纤维含量对碳纤维增强聚醚醚酮复合材料弯曲性能和失效行为的影响

基于渐进损伤的VUMAT子程序,并引入了Johnson-Cook模型,通过Matlab生成了不同碳纤维占比的碳纤维增强聚醚醚酮(CFRP)复合材料,建立了三点弯曲有限元模型。通过分析应力—应变分布、载荷—位移曲线和吸收能—位移曲线得出以下结论:添加碳纤维有效改善了基体聚醚醚酮(PEEK)内部的应力—应变分布,显著提升了材料的力学性能、刚度和抗断裂性能。CFRP复合材料在三点弯曲过程中表现出更好的性能,能够承受明显的塑性变形,且有效避免裂纹扩展。此外,在相同位移载荷条件下,随着碳纤维含量增加,CFRP复合材料的位移逐渐减小。特别是在碳纤维质量分数为10%和20%的复合材料中,上表面和下表面的最大位移呈现出曲折的特点。结合应力—应变场的分布情况,这表明碳纤维的添加能有效提高材料的刚度和抗弯性能。

冲击下箱型梁弯曲失效临界载荷的评估方法研究

箱型梁作为工程应用最广泛结构之一,其结构安全裕度需得到清晰表达。箱型梁通常具有纵横加筋结构,冲击载荷下容易发生局部结构屈曲,但是箱型梁后屈曲失稳路径相对稳定,难以采用现有方法确定其失效对应的临界载荷。以简支钢质箱型梁为研究对象,首先研究了非线性有限元建模方法因素的影响,分析不同冲击载荷下箱型梁动态响应的变化规律;其次,根据不同冲击载荷工况计算结果,绘制冲击载荷与箱型梁位移曲线,提出了振幅极值准则和曲率极值准则两种新准则用于箱型梁动态失效临界载荷下限值与上限值的评估;最后,将该准则推广应用于三角形、矩形冲击载荷与落锤冲击作用下箱型梁弯曲失效的临界载荷评估,以及不同梁截面、边界条件和载荷工况下箱型梁弯曲失效临界载荷的评估。该研究结论可为冲击载荷下箱型梁结构安全评估提供基础支撑。

胎儿脑中线弯曲的产前诊断及妊娠结局分析

目的分析胎儿脑中线弯曲的超声和磁共振成像(MRI)表现及妊娠结局,探讨胎儿脑中线弯曲对严重神经系统异常的提示价值。方法选取2018年3月至2023年4月于首都医科大学附属北京妇产医院产前常规超声检查发现胎儿脑中线弯曲的孕妇,分析其超声和MRI影像学资料、遗传学检查结果及妊娠结局。结果12例为胎儿脑中线整体弯曲,6例为胎儿脑中线局部弯曲。整体弯曲的12例中11例为颅内多发异常,主要异常包括2例半侧巨脑畸形、3例脑皮质发育异常、3例双侧脑室重度增宽、2例单侧脑室重度增宽、1例疑似颅内出血及1例颅板下蛛网膜囊肿,其中1例合并颅外异常即法洛四联症。6例脑中线局部弯曲的病例中,5例诊断为脑皮质发育异常,1例诊断为颅内占位;5例脑皮质发育异常的病例中3例通过产前超声诊断,余2例通过MRI诊断;6例胎儿均未发现合并其他系统异常。脑中线整体弯曲的病例中4例进行遗传学检查,核型均未见异常。脑中线局部弯曲的病例中3例进行遗传学检查,包括1例核型及拷贝数变异(CNV)未见异常;1例CNV未见异常;1列核型及CNV未见异常,而全外显子检测显示TUBB3基因新发突变。12例脑中线整体弯曲的病例中8例选择终止妊娠,2例失访,2例继续妊娠并分娩,其中1例患儿在11月龄时行法洛四联症矫正手术时死亡,另1例患儿出生后行颅内囊肿分流术,术后新生儿生长发育正常。而6例脑中线局部弯曲的病例均选择终止妊娠。结论脑中线弯曲通常合并严重的颅内异常,与不良妊娠结局相关。脑中线局部弯曲是提示脑皮质发育异常的重要超声指标。产前如发现脑中线弯曲,必须进行胎儿神经学超声及头颅MRI检查以明确诊断,并尽量完善遗传学检查。

弯曲状态电沉积波纹管疲劳寿命影响因素分析

为了研究弯曲状态下电沉积波纹管疲劳寿命的影响因素,文中使用弯曲测试工装,开展了相应的旋转弯曲疲劳实验,对实验结果进行了分析。结果表明:在弯曲疲劳实验中,电沉积波纹管断裂位置出现在波谷处,且均为韧性断裂;随着电沉积波纹管壁厚减小、波高增加,疲劳寿命提高;与弯曲极限角度相比,电沉积波纹管在正常工况角度时,疲劳寿命增大6.8倍。实验表明:壁厚为0.03 mm、波高为2.3 mm、工作弯曲角度为110°的多层电沉积波纹管的疲劳性能最优。

钢纤维混凝土弯曲韧性的试验研究及有限元模拟

为研究钢纤维混凝土的弯曲韧性,采用不同体积掺量的铣削型钢纤维制备钢纤维混凝土,通过试验研究了掺量对钢纤维混凝土梁式试件的荷载-挠度曲线、弯曲韧性指数和弯曲韧性比的影响,再采用有限元软件ABAQUS模拟分析了与试验同条件下的荷载-挠度曲线、裂缝扩展过程等。结果表明:大体积掺量的钢纤维混凝土在加载后期的增韧阻裂效果更好,钢纤维体积掺量为1.5%的弯曲韧性最好,同时结合荷载-挠度曲线和应力云图分析了钢纤维混凝土的破坏过程和破坏特征,为钢纤维混凝土应用于工程提供参考。

铝合金型材挤压弯曲一体化成形技术研究进展

相比于直型材,铝合金弯曲型材更适用于日益复杂的部件形状并能更好地满足轻量化需求,具有提升部件结构强度和刚度、节约空间及增加工业设计自由度等优点,在汽车、高铁和航空航天等领域具有广泛用途。相较于传统冷弯成形技术,挤压弯曲一体化成形技术在生产弯曲型材方面具有流程短、精度高、缺陷少等优点,因而受到广泛关注。重点综述了基于外部弯曲装置和材料差速流动的挤压弯曲一体化成形技术的研究进展,分析并总结了不同挤压弯曲一体化成形技术的原理及发展现状,对比了不同挤压弯曲一体化成形技术的优缺点,最后展望未来发展趋势及其研究方向。

基于实木弯曲技术的柚木家具设计及节点优化研究

曲木家具不仅具有优美的曲线造型,而且在人机工学、绿色环保等方面具有显著优势。为了探索实木弯曲技术在珍贵树种家具产品中的应用,以柚木为研究对象,通过弯曲实验分析和方案设计的方法,从产品造型与结构设计两方面入手,对柚木曲木家具的研发进行研究。在吸收传统软化工艺的基础上,提出采用软化液浸渍与蒸汽协同的方法软化柚木,以改善弯曲性能;在此基础上,以柚木“曲木椅”为设计范例,利用软件ANSYS对其结构力学强度进行研究,并通过优化设计,分析出固装式曲木家具结构的榫卯尺寸,从而获得较为理想的节点配合关系。这不仅有利于柚木的高附加值利用,而且在柚木家具新产品研发方面提供新思路与方法。

玻璃纤维混凝土抗折性能及弯曲韧性试验研究

为研究玻璃纤维对混凝土的抗折性能及弯曲韧性的影响,以玻璃纤维掺量、玻璃纤维长度和混凝土基体强度等级为主要参数,对玻璃纤维混凝土小梁试件进行弯拉试验。结果表明:玻璃纤维掺入混凝土后,破坏形态得到改善,破坏后试件整体性能良好,抗折强度以及弯曲韧性均有显著提高;0.5%~1.5%时抗折强度随玻璃纤维掺量的增加而提高,1.5%~2.0%时随玻璃纤维掺量的增加而降低;抗折强度与弯曲韧性随玻璃纤维长度与基体强度的增加而增加。玻璃纤维可有效改善混凝土的抗折性能与弯曲韧性。

弯曲载荷下双金属机械复合管内衬层屈曲失效机理

双金属机械复合管是油气田集输管线防腐控制的主要措施之一,而内衬层的失效是制约复合管工程应用的关键难题。为研究双金属机械复合管内衬层屈曲失效机理,建立弯曲载荷下复合管力学模型,研究成型压力、工作内压及复合管结构参数对内衬层失效模式的影响规律。结果表明:增加成型后的残余接触压力有助于提高内衬层的抗屈曲能力;较高的工作内压能够延缓内衬层屈曲时间,减小其褶皱幅值;成型前复合管层间初始间隙减小有利于提高内衬层抗屈曲能力;随着外基管壁厚、内衬管壁厚、复合管内径的增加,内衬管的抗屈曲能力增强。

面向曲率及边界距离约束的弯曲管道内路径规划

弯曲管道结构是工业探测或医用诊察中常见的一种场景,传统机器人的路径规划大多基于管道中心线的提取,而忽略了在狭窄空间中作业的真实参数约束,易使得作业工具末端受到弯折或挤压,影响作业效率,增加作业风险.针对以上问题,提出了一种面向真实曲率和边界距离参数约束的路径规划方法,在可视化的三维模型中生成管道的中心稠密点集,针对该点集提出两步走的空间特征点识别策略.在选定作业路径的初始点、终止点后,依据邻近点间的曲率均值、极值及差分关系识别曲率极值点、分段点,通过对粗扫描特征点的遍历进一步识别出拐点和宽域节点以及过密点.将识别出的特征点作为型值点,反算得到NURBS曲线及对应插值点的曲率值,通过模型切片搜索得到曲线插值点的边界距离不合格点集.将极值点添加至特征点集中,再通过搜索得到的曲率不合格点集,将极值点进行拟合圆调整至后更新特征点集、在完成自适应轮次的特征点迭代后,检测并标记为空或连续不变的全区间参数不合格点区间集.实验结果证明:弯曲圆柱仿真模型和CT重建肾腔模型的规划路径经由迭代分别满足曲率10 mm^(-1)、8 mm^(-1)的约束.同时最短距离的全区间检测及标记结果也表明本文方法可以在满足曲率要求的前提下尽可能不碰撞管道内壁,验证了本文方法的有效性和可行性.

套管中弯曲型Lamb波频散特征的理论和实验分析

通过建立钻井液、套管和水泥等多层介质模型,理论模拟和实验测量相结合研究弯曲型Lamb波在套后耦合不同速度水泥时的频散、衰减以及全波波形。理论模拟结果发现若测量频段弯曲型Lamb波的相速度与水泥纵波速度相交,弯曲型Lamb波的频散曲线在相交的频率点会出现速度跃变,频散曲线不再连续,且断点前后其衰减值差异大,接收到的直达弯曲型Lamb波也展现出两个紧凑的波包。实验结果也印证了频散曲线不连续的现象,实验测量波形提取的频散曲线与解析计算的频散曲线吻合。此现象为直接从频散曲线断点获取水泥的纵波速度以及区分套后耦合水泥的类型提供了可能。

缆线在铅垂面内弯曲的大变形曲线微分方程及其数值解法

针对民用与工业应用中经常用到的自然弯曲的软管和柔缆,归纳出5个共同特点,作为本文研究缆线的基本假设。从这些假设出发,根据受力和应力分析,首次推导了缆线在铅垂面内弯曲的大变形曲线方程。列出了多种端部约束条件下相对应的求解大变形曲线的方程组。证明了悬链线与纯弯曲线都是本文的特例。提出了获得数值解的递进法,并针对两端夹持约束的情形给出了具体算例。说明了存在多解的原因以及比较不同解稳定性的方法。

考虑弯曲空间效应影响的箱梁强迫振动分析

选取附加挠度为剪力滞广义位移,箱梁体系总动能中计入剪力滞附加变形的影响,综合运用薄壁结构弹性理论和Hamilton原理,建立考虑弯曲空间效应影响的箱梁强迫振动控制微分方程及边界条件,并给出任意简谐荷载作用下简支和连续箱梁的强迫振动解析解。引入振动频率影响的应力和挠度放大系数,详细分析简支、连续箱梁剪切剪力滞效应在初等梁结果中的占比及放大系数分布规律。算例分析表明:考虑弯曲空间效应影响的箱梁截面纵向动应力与有限元结果吻合良好;振动频率越大,应力和挠度放大系数、剪切效应占比越大,剪力滞效应占比越小;同频率振动时,简支箱梁放大系数远大于两跨连续箱梁(单跨长等于简支跨长),且频率越高,差值比越大;基频内振动时,箱梁纵向应力计算可忽略剪力滞效应,挠度计算需考虑剪切变形的影响。

混杂纤维自密实混凝土弯曲韧性试验研究

为探究改性碳纳米管对混杂纤维自密实混凝土弯曲韧性的影响,通过分析不同纤维掺量下混杂纤维混凝土的劈裂抗拉强度试验和压弯强度试验,研究其荷载-挠度曲线,分析等效抗弯强度值和弯曲韧性比。结果表明:两种纤维分别在宏观和微观尺度上发挥着不同的阻裂效果,共同提升自密实混凝土的劈裂抗拉强度,同时也提高了混凝土的初始弯曲韧性比和初始等效抗弯强度,使混掺纤维自密实混凝土的初始弯曲韧性比增加了23.1%;在自密实混凝土试件三分点加载试验中,钢纤维掺量为1.8%,碳纳米管掺量为0.3%时,混凝土峰值荷载最高,达34840.2 N。

长江弯曲航道船舶航迹控制方法研究

文中建立考虑舵机伺服系统特性和风、流干扰的线性船舶动力学模型,确定仿真实验船舶的各个必要参数.引入最优控制策略,以航速为自变量设计不同航速下基于最优控制策略的PID(proportion integral differential)航向控制器OP-PID Controller(optimal PID controller),在不同航速下分别采取PID和OP-PID进行了航向控制仿真.在航向控制器的基础上,结合航段跟踪决策算法、改进的LOS(line-of-sight)制导方法获取航向偏差,以航向偏差驱动OP-PID间接航迹控制器.以OP-PID和改进的LOS组成的航迹控制方法进行了静水环境中和外界干扰下的航迹控制仿真实验.结果表明:基于改进LOS制导方法和OP-PID航向控制器可以较好地跟踪弯曲航道计划航线,舵角和转向幅度均小于现有航迹控制器.

玄武岩微筋对磷酸镁修补砂浆弯曲性能的增强增韧效应研究

为了探究玄武岩微筋(Basalt minibar)对磷酸镁修补砂浆(MPCRM)的增强增韧改性效果,通过四点弯曲试验分析纤维类型、纤维掺量、基体水胶比及养护条件对MPCRM弯拉强度和弯曲韧性的影响规律。试验结果表明:玄武岩微筋对MPCRM的弯曲增强增韧性能优越,且其增韧效果优于玄武岩单丝纤维;当玄武岩微筋掺量不低于1.0%(体积分数)时,MPCRM弯拉强度和弯曲韧性均随着玄武岩微筋掺量增加而提高;随着水胶比提高,玄武岩微筋增强MPCRM的弯曲韧性降低,弯拉强度先增加后减小,水胶比为0.18和体积掺量为1.5%的玄武岩微筋增强MPCRM的弯拉强度最大;掺入玄武岩微筋能够部分弥补低温养护MPCRM的受冻损伤。

钢-PVA混杂纤维高性能混凝土断裂性能与弯曲韧性试验

为了研究钢-聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)混杂纤维对高性能混凝土(high performance concrete,HPC)的增强增韧效果,以钢纤维体积分数、PVA纤维体积分数和矿粉掺量为三因素,采用正交试验,设计并制作16组试件,进行四点加载和三点加载弯曲试验,获取了荷载(P)-跨中挠度(δ)曲线和荷载(P)-裂缝张口位移(crack mouth opening displacement,CMOD)曲线,测定了28 d龄期后的弯曲韧性和断裂性能等。研究表明:混凝土中掺入钢纤维或PVA纤维,P-δ曲线和P-CMOD曲线都变得更加饱满,对其有较为明显的增强增韧效果;特别是当两种纤维和一定量的矿粉掺入混凝土中,曲线下降段趋势变得更加平缓,混掺纤维高性能混凝土试件比单掺纤维混凝土试件具有更好的变形能力,掺入1.5%的钢纤维、0.2%的PVA纤维和20%的矿粉的效果最佳,对弯曲韧性和断裂性能的提升最为显著,具有不错的正混杂效应。

圆振荡激光束提高激光弯曲成形效率

激光弯曲成形技术常用的激光类型是点激光,在温度梯度机理的作用下单次成形角度有上限,在3°左右。为了增大点激光单次成形角度,提高成形效率,本文以不锈钢304板为对象,通过试验对比探索了将圆振荡模式应用于激光弯曲成形中以提高弯曲角方法的可行性;并且借助于三维视觉传感器测量板件在圆振荡激光束弯曲成形过程中的动态响应,从余热效应、吸收率等角度分析其弯曲成形机理。对比试验结果显示,在激光能量密度较高的情况下,圆振荡模式确实可以明显提高工件的弯曲角,增长率在60%左右。同时,三维视觉传感器的测量结果显示出了板件在成形过程中的复杂形变与角度变化过程:板件在长度与宽度方向上均产生了塑性变形,长宽形变比约为10∶1;单次扫描成形板件弯曲角增长过程呈现不同的增长曲线;多次扫描成形弯曲角分布不均衡。此外,板件厚度也逐渐增加,热影响区微观晶粒得到细化。为进一步理解圆振荡激光束弯曲成形过程与机理提供了试验支撑。