三角试块检测法在球铁生产中的应用

通过实验,发现球铁三角试块断口颜色、白口宽度以及三角试块外壳内馅情况与球铁球化效果、力学性能和浇注温度之间存在一定的关系,通过对球铁三角试块的分析,可以实现对球铁质量的控制.     

沿应变路径准静态加载时混凝土的极限状态现象

为了研究混凝土的力学行为，利用电液伺服系统实验机对立方体试块沿着应变空间中的偏平面压缩路径进行了三轴加载试验．试验结果表明：混凝土材料在应力空间中存在有一个极限状态曲面，当沿着应变路径进行加载时，应力状态点的运动轨迹最后总是汇集到该曲面上，极限状态曲面与应力空间中的破坏面重合．在平均应力p与广义剪应力q构成的直角坐标系中，P轴上存在两个临界值，把p轴划分成低压区、中压区和高压区．当应变路径起点对应的p在同一区内时，p-q曲线彼此相似，在不同区时曲线有一定差异．极限状态现象可能引导研究者建立起一种混凝土特有的新的本构关系理论框架．     

钢-混凝土组合试件长期推出试验与有限元分析

采用推出试验和有限元方法研究了采用不同剪力连接件的钢-混凝土组合试件的界面长期滑移和应变发展过程; 参考Eurocode 4中推出试验标准试件, 设计了2组试件用于长期推出试验; 分别采用栓钉和PBL作为剪力连接件, 采用螺杆施加长期荷载, 测试了长期加载过程中的界面滑移、混凝土应变和钢梁应变; 同步加载测试了150 mm×150 mm×300 mm的混凝土试块的长期变形, 并以此变形计算混凝土徐变系数; 对比了徐变模型对计算结果的影响, 并讨论了不同混凝土徐变模拟方法。研究结果表明: 界面滑移和混凝土应变在加载初期增长较快, 加载120 d后达到稳定状态; 栓钉试件和PBL试件的最大界面滑移分别为0.162和0.068 mm, 最大值均位于界面底部; 栓钉试件和PBL试件的混凝土最大应变分别为7.30×10-5和1.34×10-4, 最大值均位于混凝土板底部; 钢梁应变在整个试验过程中基本保持稳定, 未出现明显的应力重分布, 栓钉试件和PBL试件的钢梁最大应变分别为3.7×10-5和6.5×10-5, 最大值均位于钢梁顶部; 混凝土徐变是影响钢-混凝土组合试件长期性能的主要因素, 不同混凝土徐变模型计算所得混凝土徐变系数与测试值的偏差为60%~140%, 说明混凝土徐变模型对有限元结果影响显著; 采用指数函数拟合混凝土徐变系数测试结果的拟合误差为2.4%, CEB-FIP90模型计算所得混凝土徐变系数在加载后期与测试值的误差为3.71%, 建议无法实测时可采用CEB-FIP90模型计算混凝土徐变系数。      

硅质集料与混凝土中碱性产生潜在反应危害性鉴定

仪器设备 试验筛、水泥胶砂搅拌机（按照国标《水泥物理检验仪器砂胶搅拌机》规定执行）、镘刀及截面为14×13mm．长120～150mm的钢制捣棒、量筒、秒表、跳桌、试模和测头（金属试模．规格为40×40×160mm；试模两端正中有小孔．以便测头在此固定埋人砂浆，测头以不锈金属制成）、养护筒（用耐腐材料制成，应不漏水．不透气．加盖后放在养护室中能确保筒内空气相对湿度为95％以上，筒内设有试件架，架下盛有水．     

氮化曲轴强度的研究

通过对曲轴材质的试棒的弯曲应变进行测试和计算,求得了表面层的弹性模量,并以内燃机车用16V240ZJB型柴油机为例,对表面氮化和不进行表面处理的两种曲轴单拐,分别进行了精细计算,计算模型中单拐采用壳与块两种单元模拟,表面层用薄壳单元模拟,壳单元边长仅1 mm×1 mm,厚度仅0.2 mm,很好的模拟了表面层.计算求得的单拐应力分布完全符合规律,最大应力产生在主轴颈圆角部位,其值与实测相比误差为6.3％.     

球-平板径向微动磨损行为的数值模拟

通过径向微动的数值模拟,研究了径向微动磨损过程中的力学行为和损伤机理.以球(Si3N4)-平板(Vita Mark II)模型为研究对象,通过Hertz理论分析,得到球和平板的接触半径、法向分布力之间的关系.应用Ansys软件建立有限元模型,计算得到接触表面的应力、应变和滑移分布.研究结果表明:滑动区摩擦因数对粘着区应力、应变影响不大,但对滑动区应力、应变、滑移量造成的影响比较明显,必须考虑;采用弹性模量和泊松比相近的材料为对摩副时,可减小相对滑移量,降低磨损;在滑动区,特别是在接近接触边缘区域,滑移量较大,与实验结果吻合.     

关于小孔松弛法测定焊接残余应力的测量精度的探讨

为了提高小孔松弛法的灵敏度,就应使电阻应变计尽可能地靠近孔的边缘。然而,愈是靠近孔的边缘,其压缩塑性应变也就愈大,愈不利于提高测量精度。本文对使用0°、45°、90°应变花(3×2×3-45°型),钻φ3×3的平底盲孔,进行了较深人的研究。我们发现,由于钻削所引起的压缩塑性应变量是不容忽视的;不同的钻孔方法所引起的钻削塑性应变也不同。我们认为,对低碳钢而言,钻削塑性应变最小的钻孔方法是,先用φ2的麻花钻头,钻孔深为3mm,然后再用中φ3的鍵槽铣刀,加工出合乎尺寸要求的φ3×3平底盲孔。平均应变量为-123该数值应当从实測的释放应变量中除去。本文列出了修正残余应力分布的例子,从理论上或实践上看都是合理的。另外,还对小孔松弛法中常用的单片法和应变花法进行了对比。试验结果表明,採用单片法测定板条结构中的纵向焊接残余应力是足够精确的。应变花法适于测定复杂应力场的残餘应力分布,但其计算工作量十分繁杂。     

混凝土真三轴试验的研究现状

系统的介绍了国内外混凝土真三轴试验的研究现状,包括混凝土的种类、加载设备、减摩措施、试块尺寸、加载路径和破坏形态;分析总结了真三轴试验中存在的一些问题:诸如应变路径和应力应变混合路径下真三轴试验较少,边角效应明显等。为复杂应力状态下混凝土的真三轴试验研究提供了理论基础。     

碱式硫酸镁混凝土的纤维增韧机理及本构关系

为探究新型碱式硫酸镁混凝土的纤维增韧机理,通过室内单轴压缩试验分析了不同纤维类型、不同纤维掺量、不同纤维长度对碱式硫酸镁混凝土的强度、弹性模量、峰值应力、峰值应变、压缩韧性指数的影响,进而得出纤维碱式硫酸镁混凝土的本构关系。试验结果表明：纤维碱式硫酸镁混凝土在受压破坏时,呈现明显的塑性破坏特征,长纤维能有效抑制主裂纹的产生,短纤维可以阻止微裂纹扩展,掺量为0.2%,长度12 mm的纤维时峰值应力和峰值应变提升效果最明显,峰值应变提高率为35.9%。在试验结果的基础上提出了关于纤维掺量和纤维长度因素的单轴压缩应力-应变全过程曲线方程,对拓展其在土木工程行业中的应用领域具有实际意义。     

钢管混凝土风电塔架插板式节点的力学行为分析

为了掌握格构式钢管混凝土风电塔架插板式节点的受力性能，进行了4个插板式节点缩尺模型的静力试验，并在此基础上采用ABAQUS进行参数扩展的有限元非线性分析；通过节点板厚度和球柱高度的变化，对节点的节点板等效应力分布、锥台区等效应力分布等性能指标进行了分析. 研究结果表明:插板式节点的破坏形态可分为节点板屈曲破坏模式、包裹体滑移破坏模式和球柱剪切破坏模式，分别取决于节点板厚度、包裹体握裹力和球柱高度；节点板为节点的薄弱部位，随着节点板厚度和球柱高度的变化，其高应力区均集中在节点板下部与球柱相交处；假定腹杆不发生屈曲破坏，在球柱高度相同时，当节点板厚度n ≤ 12 mm时，节点承载力随着n的增大而增加，当n > 12 mm时，随着n的增大，节点承载力增长幅度明显放缓；在节点板厚度相同时，当球柱高度h ≤ 90 mm时，节点承载力随着h的增大而增加，当h > 90 mm时，随着h的增大，节点承载力增长幅度明显放缓；此类节点在实际工程设计使用时节点板厚度n ≤ 12 mm较为合理、球柱高度h ≤ 90 mm较为合理.      

大粒径沥青混合料(LSM)车辙试验研究

大粒径沥青混合料具有很好的高温稳定性;在传统的标准车辙试验仪的基础上进行了适当改进,并试制了一种可以分别做300 mm×300 mm×50 mm(100 mm、150 mm)三种厚度的试件的试模,用来研究最大公称粒径为37.5 mm和31.5 mm两种类型的大粒径沥青混合料的抗车辙能力.分析了大粒径沥青混合料的级配、最大粒径、空隙率和不同厚度对车辙的影响.     

基于BOTDA的机场道面半刚性基层裂缝扩展规律

通过室内试验与现场水泥稳定碎石基层裂缝监测试验,采用分布式BOTDA光纤监测技术,研究了传感光纤的应变与裂缝宽度的关系、半刚性基层早期裂缝扩展规律以及裂缝发展速率。研究结果表明:当裂缝宽度分别为3、6、9mm时,聚氨酯封装的传感光纤应变分别为5.9×10~(-3)、7.7×10~(-3)、10.3×10~(-3),金属基封装的传感光纤应变分别为1.5×10~(-3)、1.6×10~(-3)、2.1×10~(-3),光纤应变随着裂缝宽度的增加而增大;当裂缝宽度为9mm时,聚氨酯与金属基封装的光纤应变分别为内定点铝合金铠装光纤平均应变的33.2、6.8倍,因此,聚氨酯与金属基封装的传感光纤裂缝监测效果较好;在现场基层施工完成后第13d,80m长的路段出现了3处微裂缝,此期间最大温差为2.1℃,说明基层裂缝的产生和发展主要在第1个月,且主要是干缩裂缝,干缩应力是裂缝产生及裂缝间距的主要影响因素;在施工完成后第20、77、139d,基层底面温度分别为10.3℃、2.5℃、9.4℃,基层底面K24+656位置裂缝处光纤应变分别为4.2×10-4、9.5×10-4、4.3×10-4,在139d之内,没有新的裂缝出现,说明温缩应力对早期裂缝间距的影响较小,主要影响裂缝宽度,温缩裂缝主要出现在干缩阶段干缩应力较大的位置;当上、下基层连铺时,基层上表面与底面的裂缝位置一致,表明水泥稳定碎石基层横向裂缝为贯穿裂缝;基层上表面裂缝发展速率分别是基层中间和底面的3.8、2.8倍,基层上表面的裂缝发展速率最大。     

干模式下颗粒粘滑震动试验研究

为了研究浅源地震的诱发机制,基于室内三轴试验,对颗粒材料的粘滑震动特性进行了分析. 采用颗粒直径为0.6～0.8 mm的玻璃珠,在围压为30、60、100、200、400 kPa和600 kPa的条件下,以0.02 mm/min的轴向应变速率,开展干燥、密实玻璃珠的固结不排水三轴压缩试验,结果表明:试样偏应力主震和偏应力应变间距随着围压的增大而增大;除了初始压密阶段外,体变-应变曲线中所有体积的突然收缩均与粘滑震动有关;在30、60、100 kPa围压条件下,围压-应变曲线中出现较多尖而窄的波峰和波谷;在200、400 kPa和600 kPa围压条件下,围压-应变曲线中只有尖而窄的波谷;玻璃珠类颗粒材料发生粘滑震动过程中既有静摩擦也有转动摩擦;颗粒之间应力链的连续变形和破坏是引起颗粒粘滑震动的根本原因.      

清洗后的劣化道砟直剪力学特性分析

为探究劣化道砟力学特性及其循环利用机理,分别针对清洗后掺加不同比例新道砟的劣化道砟,结合洛杉矶磨耗试验仪和应变控制式直剪仪,开展了不同比例新旧道砟混合体的直剪试验,探讨了不同垂压(50、100、200 k Pa)下不同比例新旧道砟混合体应力应变特征.研究结果表明:劣化道砟抗剪强度随新道砟含量增多而增大,如100 k Pa垂压下,新道砟含量为50%和100%的样本抗剪强度分别为143.4 k Pa和176.7 k Pa,比劣化道砟抗剪强度分别提高了24.0%和52.9%;劣化道砟剪胀现象随新道砟含量增多而越不明显,如100 k Pa垂压下,新道砟含量为50%和100%的样本最大剪胀量分别为9.842 mm和7.969 mm,比劣化道砟最大剪胀量分别降低了25.8%和39.9%;清洗后劣化道砟力学性能与新道砟差别较小,在一定条件下可与新道砟混合重复使用.     

基于FBG的沥青混合料横向流动变形评价

为了分析沥青混合料横向流动变形, 进行了沥青混合料的车辙试验, 利用布设于沥青混合料板表面的光纤布拉格光栅传感器, 研究了沥青混合料表面的横向应变规律; 以最大应变和蠕变稳定阶段横向应变速率绝对值为评价指标, 分析了沥青混合料横向流动变形。分析结果表明: 横向流动变形随沥青混合料的最大应变和横向应变速率绝对值的减小而降低; 横向流动变形在循环轮载作用下不断发展, 测试点距离轮载愈近其流动变形愈剧烈; 当胶粉掺量分别为0、15%、18%时, 距离轮载63 mm的测试点横向应变速率分别为6.8×10-6、4.0×10-7、6.4×10-6 min-1, 因此, 掺15%胶粉的沥青混合料具有较大的抵抗高温横向流动变形的能力; 对于15%胶粉掺量的沥青混合料, 当其集料级配分别为AC-13粗级配和AC-13细级配时, 距离轮载28 mm的测试点横向应变速率分别为6.0×10-7、7.7×10-6 min-1, 因此, AC-13粗级配沥青混合料高温抗横向流动变形能力优于AC-13细级配; 胶粉改性沥青混合料最大应变为1.96×10-4, 而胶粉和抗车辙剂复合改性沥青混合料最大应变只有1.22×10-4, 说明在高温情况下, 胶粉和抗车辙剂复合改性沥青混合料整体结构强度较大, 能够承受来自轮载的直接作用而不向轮迹两边产生横向推移致使发生较大的横向流动变形。基于光纤布拉格光栅横向应变的沥青混合料横向流动变形评价能较好地说明不同材料和级配对沥青路面产生侧向流动变形规律的影响。      

饱和粘土三轴冻胀应力-应变关系试验研究

为探讨土体在冻结过程中的力学性能,对饱和粘土在不同约束条件下的冻胀应变与冻胀应力之间的关系进行了室内试验研究,并提出了一种三轴冻胀应力-应变关系．结果表明：三轴冻胀应力-应变关系呈对数曲线变化;测力环刚度、初始轴向压力及围压对冻胀应力和冻胀应变有显著影响．     

小应变下基坑开挖应力路径对剪切模量的影响

以粉质黏土重塑土经等压固结形成的试样为试验对象,研究了在小应变范围内深基坑开挖应力路径对土体剪切模量的影响以及剪切模量随应变变化的趋势.研究表明,在小应变范围内,剪切模量的初始值与有效球应力之间存在着幂函数关系,但主动区内幂函数的理论值与试验值间的符合度要比被动区内的高;剪切应变处于0.01%~1%内表现出很强的非线性,同时具有很高的剪切模量;在同一应变水平下,不同应力路径,剪切模量的数值不同,但剪切模量随剪切应变增加而衰减的规律一致;剪切应变为0.01%时的剪切模量与剪切应变为1%时的剪切模量之间存在着量级差别.     

大跨预应力桥梁腹板应力监测分析

变截面大跨桥梁在施工和使用过程中普遍存在裂缝的问题，影响了大跨预应力桥梁的使用和推广，对人们的生命财产安全造成了威胁。本文对承秦高速公路下板城滦河特大桥桥梁腹板进行应变和应力监测，采用插值拟合布置原则实现传感器的优化布设．通过对桥梁腹板应变监测数据的对比分析．计算桥梁腹板应力，实时了解桥梁腹板应力变化情况．为桥梁的工程优化设计与安全施工提供了依据。     

室温下不锈钢的多轴时相关循环变形行为

对1Cr18Ni9不锈钢在室温下的非比例多轴时相关循环应变特征和棘轮行为进行了试验研究，以考察应变率、应力率和加载路径对其循环变形行为的影响．结果表明，1Cr18Ni9不锈钢的循环应变行为和棘轮行为对应变率、应力率很敏感，具有时相关特点：在多轴应变循环下，其最大等效应力随应变率增大而增大；在棘轮试验中，其轴向棘轮应变则随着应力率减小而增大．此外，加载路径对1Cr18Ni9不锈钢的循环粘塑性变形行为也有较大影响：多轴应变循环下，在所采用的直线、菱形和圆形3种加载路径中，圆形路径引起的非比例附加硬化程度最高，其次是菱形路径．然而，试验发现，在多轴棘轮试验中，圆形路径产生的棘轮应变高于菱形路径.     

非线性弹性薄壳理论

基于计及横向剪切变形的修正Ｋｉｃｈｈｏｆｆ－Ｌｏｖｅ假定，以壳体中面法向的偏转作为薄壳结构有限转动的度量，建立了薄壳结构的几何关系。在壳体黎曼空间中导出了Ｇｒｅｅｎ－Ｌａｇｒａｎｇｅ应变张量及其广义应变张量，第二类Ｐｉｏｌａ－Ｋｉｃｈｈｏｆｆ应力张量及其广义应力张量的表达形式，通过虚功原理建立了薄壳结构的非线性平衡方程。