纤维束复合材料在剪力作用下的力学性能

利用细观力学模型研究在剪力作用下复合材料的性质，以单纤维复合材料为基础，利用平面应变模型有限元法计算了3根束和4根束纤维增强复合材料的弹塑性应力－应变关系，对不同的细观结构的复合材料非线性性能进行了数值比较。     

乱向短纤维增强复合材料细观力学模型探讨

根据乱向短纤维增强复合材料纤维在基体中随机取向分布的特点，提出了一种新的球体细观力学模型。同时，对两种及两种以上纤维混合增强的力学模型进行了探讨。     

纤维长径比对单向短纤维复合材料力学行为的影响

在单向短纤维增强金属基复合材料的单纤维轴对称和单纤维三维细观力学模型的基础上,利用弹塑性有限元分析方法,研究该类复合材料中短纤维长径比的变化对材料整体力学行为的影响,研究主要考虑短纤维长径比的变化对复合材料的应力传递、弹性模量以及应力－应变关系曲线的影响。研究表明：在单向短纤维增量金属基复合材料中,短纤维的长径比应保持在一个最佳范围,高过一定值后增强作用几乎不再增加,过低又不能保证复合足够的力学性     

智能复合材料的增韧机理与能量释放率

基于细观力学方法分析了智能复合材料中的微裂纹与夹杂的相互作用，导出了裂纹扩展的能量释放率，分析形状记忆合金的多机理联合增韧作用，研究表明，智能复合材料具有相变和异性夹杂的双重增韧机理，而且其韧度可由外部条件控制，因而有可能使这种复合材料展赤出超级力学性能。     

低温下复合材料层合板的层间应力分析

以低温推进剂的纤维增强树脂基复合材料燃料罐为对象,研究在低温环境下复合材料/结构的力学性能。基于细观力学模型,分别建立了用于复合材料贮箱的2种典型复合材料E-Glass/Epoxy和Graphite/Epoxy低温环境下的本构关系。采用有限元法,通过对低温环境下典型铺层的层合板自由边界附近层间应力的分析,讨论了低温对E-Glass/Epoxy和Graphite/Epoxy这2种典型复合材料层合板自由边界附近层间应力分布的影响。结果表明:温度的变化对层合板层间应力分布的影响较明显,且温度越低层合板的最大层间应力值越大。研究成果将对低温推进剂的纤维增强树脂基复合材料燃料罐设计提供一定的参考价值。     

纳观尺度沥青相态力学特性老化行为

选取原样、短期老化和长期老化的基质沥青与SBS改性沥青为研究对象, 利用原子力显微技术的定量纳米力学(QNM)性质功能模块测试了沥青纳观相态的力学性质; 利用Nano Scope Analysis软件对沥青相态力学图像进行量化分析, 重点分析了相态模量和黏附力这2个指标; 采用细观力学领域中的Halpin-Tsai模型研究了沥青多相态力学性质的复合行为, 并探究了纳观尺度沥青相态力学特性的老化行为。分析结果表明: 基质沥青中蜂形相态和基质相态的纳观模量分别集中在600.0和18.3 MPa, 纳观黏附力分别集中在10.3和18.6 nN; SBS改性沥青中蜂形相态和基质相态的纳观模量分别集中在899和35 MPa, 纳观黏附力分别集中在30.2和38.4 nN; 对于基质沥青, 原样、短期老化和长期老化沥青的复合模量分别为111、138和187 MPa, 复合黏附力分别为16.7、14.3和4.2 nN; 对于SBS改性沥青, 原样、短期老化和长期老化沥青的复合模量分别为158、313和547 MPa, 复合黏附力分别为32.2、35.0和15.8 nN; 沥青纳观相态结构中, 蜂形相态属于高模量、低黏附力相态, 而基质相态属于低模量、高黏附力相态; SBS改性沥青的相态模量与黏附力显著高于基质沥青; 随着老化程度的增加, 沥青相态的力学性质发生变化, 且不同相态的老化行为存在显著差异; 采用QNM技术可有效辨别纳观尺度沥青相态的力学特性, Halpin-Tsai模型可用于量化沥青相态力学性质的复合行为。      

基于动态模量的沥青路面力学响应分析

实测了某柔性基层沥青路面试验段各层沥青混合料在不同温度和荷载作用频率下的动态模量,利用时间-温度转化原理得到了各自的动态模量主曲线和时间-温度转化因子,并结合路面结构内的实测温度和较成熟的荷载频率预测方法,分析了路面结构内温度和荷载频率的变化对沥青混凝土力学参数的影响。在此基础上进行了基于动态模量的沥青路面力学响应分析,并将分析结果与采用我国规范中的抗压回弹模量得到的结果进行了比较分析。采用动态模量的方法可以考虑路面结构内温度和荷载频率对路面力学响应的影响,从而使分析结果更加科学合理。     

基于动态模量的沥青路面力学响应分析

实测了某柔性基层沥青路面试验段各层沥青混合料在不同温度和荷载作用频率下的动态模量,利用时间-温度转化原理得到了各自的动态模量主曲线和时间-温度转化因子,并结合路面结构内的实测温度和较成熟的荷载频率预测方法,分析了路面结构内温度和荷载频率的变化对沥青混凝土力学参数的影响。在此基础上进行了基于动态模量的沥青路面力学响应分析,并将分析结果与采用我国规范中的抗压回弹模量得到的结果进行了比较分析。采用动态模量的方法可以考虑路面结构内温度和荷载频率对路面力学响应的影响,从而使分析结果更加科学合理。     

SiC颗粒增强铝基复合材料细观损伤的温度效应

SiC颗粒增强铝基复合材料的宏观力学行为与其微观损伤机理密切相关，随温度的升高，材料力学性能明显下降，SiCD／A356复合材料表现出不同的细观损伤机理．文中对真空双搅拌方法制备的质量分数为20％的SiC颗粒增强铝基复合材料在室温和高温下的细观损伤机制进行了研究，在试样断口上，通过扫描电镜观察到了不同的裂纹萌生和扩展机制，根据不同温度下表现出的不同失效方法，归纳出了复合材料细观损伤的温度效应曲线．研究表明，在室温下复合材料的裂纹萌生以基体撕裂和颗粒断裂为主，高温下其裂纹萌生机制以颗粒脱离和基体撕裂为主．     

土工复合材料与裂纹面斜交时的弯曲效应分析

针对土工复合材料中常见的纤维复合材料的力学性质，分析了与裂纹张拉方向斜交时，纤维在裂纹扩展时的弯曲变形问题的解析解法。提出了基体中，纤维弯曲时摩擦阻力的力偶效应，最后给出了纤维弯曲的能量吸收对裂纹扩展的阻止效应。     

Numerical analysis of material properties in deformation of near hemispherical shells

In this paper, the effects of hardening exponent, yield strength and elastic modulus on the deformability of near hemispherical shells are investigated by means of finite element method and orthogonal experiment design. The largest eccentric angle during the deformation process and thickness reduction after the deformation are introduced to estimate the deformability quantitatively according to the deformation characteristics of near hemispherical shells. The results indicate that the hardening exponent is the most influential parameter, followed by elastic modulus and yield strength. The shell exhibits good deformability when the hardening exponent and elastic modulus are in the range of 0.1–0.125 and 70–108 GPa, respectively.     

应用便携式落锤弯沉仪测定路基回弹模量

应用便携式落锤弯沉仪(PFWD),研究了动弹性模量与压实度和含水量的关系,得出动弹性模量与静弹性模量、压实度和含水量相关系数大于0.85,动弹性模量最大值在最佳含水量附近,这与实际情况相符.结果表明,PFWD可用于路基回弹模量的快速检测和评价.     

砂砾石材料回弹模量试验方法研究

针对砂砾石颗粒粒径大、与《公路土工试验规程》回弹模量试验不适用的问题,在试验仪器和方法上作了一定的改进,以使测试的砂砾石材料回弹模量更接近实际.     

公路隧道复合支护非线性有限元分析

该文引入损伤因子对岩体弹模进行弱化处理,从能量守恒的角度出发,探讨了支护受力状态与支护位移、结构刚度以及岩体性质的关系。在此基础上,用数值方法对其进行了模拟,并验证了模拟结果与监测数据的一致性。结果表明:此方法可以有效地指导工程施工。     

基于动弹性模量的土石混填路基压实质量控制技术

对江西省境内5条高速公路土石混填路基进行了大量的动弹性模量和压实度试验,分析得到了动弹性模量和路基填料压实度的回归关系式,提出了基于路基动弹性模量的土石混填路基压实质量控制方法,给出了土石混填路基压实质量控制标准的建议值,通过现场检测对提出的建议值进行了验证.试验结果表明：土石混填路基的动弹性模量和压实度具有较好的相关性,动弹性模量可作为土石混填路基压实质量控制方法,动弹性模量作为路基压实质量控制建议标准是合理的、适用的.     

混凝土材料弹性模量快速识别技术

回弹测试技术是一项混凝土无损检测技术。工程中常用该技术所测得的回弹值来推定混凝土的强度,但是本文在混凝土材料回弹测试机理分析的基础上,进行碰撞和应力波理论分析得出结论：回弹值表征的是混凝土材料的弹性模量,回弹值与混凝土材料的强度只是相关关系,而利用这种关联性来推定混凝土构件的强度对其质量的评估有一定的帮助,但缺少理论支撑。基于该结论,本文猜想回弹测试法可用于快速、方便地识别混凝土材料的弹性模量,并设计了试验,由试验数据做出了某型号混凝土材料弹性模量与回弹值之间的关系曲线。随着研究的深入,该弹模—回弹值关系曲线若能应用于工程中,则可为以后评价混凝土桥梁结构整体性能和技术状况时提供了有效的依据。     

冻融循环对云贵高原尾矿土力学性质的影响

为研究尾矿力学指标在冻融循环过程中的弱化规律,基于冻融尾矿土的常规三轴固结不排水剪切试验,对冻融前后尾矿土的各项力学指标进行了分析. 首先对尾矿土试样进行开放条件下的冻融试验,设置0、1、5、10、15次冻融;然后对不同冻融次数下的尾矿土进行常规三轴固结不排水剪切试验,设置50、100、200、300 kPa 4组围压;最后基于试验结果,对抗剪强度、峰值抗剪强度及弹性模量等力学指标进行分析. 研究表明:冻融对尾矿土的力学性质影响显著,随着冻融次数的增加,其应力-应变关系曲线由应变软化型逐渐向加工硬化型发展;破坏形式由脆性剪切破坏转变为延性破坏,剪切过程中孔压负增长的趋势逐渐减弱至消失;抗剪强度指标、峰值抗剪强度及弹性模量逐渐降低,其中,尾矿土受第1次冻融的扰动最大,表现为有效凝聚力和有效内摩擦角分别降低了30.55%和6.33%;峰值抗剪强度下降比的平均值达42.66%,弹性模量下降比的平均值达33.61%;10次冻融后尾矿土的力学指标趋于稳定,从第10次到第15次冻融,有效凝聚力和有效内摩擦角分别降低2.94%和0.37%;峰值抗剪强度下降比的平均值和平均弹性模量下降比的平均值分别为2.53%和4.03%,建议采用冻融10次的力学指标作为工程设计的依据.      

THE ELASTIC FIELD CASED BY TWO INCLUSIONS WITH UNI- FORM DILATATIONAL EIGENSTRAINS IN DISSIMILAR MEDIA

IntroductionGuell and Dundurs[1] used the Papkovitch-Neuber displacementpotential and had the solutionfor a spherical inclusion in dissilmilar media whichundergoes homogeneous dilative eigenstrain. Itwas found that the displacements and stresses inthe region exterior to the sphere are the same asthose resulting from a center of dilatation of a cer-tian strength located at the center of the sphere.Using the solution of Mindlin and Cheng[2 ] inwhich the Galerkin vector was adopted and nucleiof…     

用人工神经网络预测沥青路面材料的回弹模量

将人工神经网络应用于沥青路面材料的回弹模量的预测 ,提出了一种有效的预测方法 ,并构造了预测回弹模量的神经网络模型 .预测结果表明 ,该模型具有较高的预测精度 ,为预测路面材料的回弹模量等力学指标提供了一种新的方法     

基于荷载传递法的锚杆锚固段荷载变形分析

基于荷载传递法,推导了锚固段的荷载传递基本微分方程;结合Kelvin问题的位移解,得到锚固段的应力分布的解析表达式,认为锚杆体的直径、外荷载及锚杆体弹性模量与岩体剪切模量的比值等因素影响着锚固段的应力水平。计算结果表明:锚杆体直径增加到一定程度会使锚杆所受的最大剪应力快速增加;在较高的初始力条件下,锚固段前端应力集中现象明显;较小的锚杆体弹性模量与岩体剪切模量比值有利于锚固段应力的均匀分布。