9CrSi钢下贝氏体／奥氏体界面位错研究

利用透射电子显微镜观察了９ＣｒＳｉ钢下贝氏体／奥氏体界面位错。结果表明，其界面位错矢量ｂ∥［１１１］α，且与位错线真实方向夹角约２０°，因而界面位错为混合型，相变时界面可借助螺型分量界面沿法向作保守滑移，相变具有马氏体切变性质。     

含硅钢下贝氏体生长方式：下贝氏体切变增厚

首先对贝氏体扩散控制台阶长大机制进行简要评述。认为台阶的存在并不能证明扩散控制台阶长大机制，提出了贝氏体相变过程中新相沿母相奥氏体层错面切变增厚的观点。在这种模型中，由于贝氏体铁素体片增厚借助于界面位错圈在奥氏体层错面上的扩展来完成，台阶的运动只能沿母相层错面切变滑移，而不会作侧向迁移，同时台阶侧面也不应是无序的非共格界面，切变运动的结果导致下贝氏体发生台阶与奥氏体层错条纹具有对应关系的实验现象。     

径向层状压电复合介质中的螺位错

研究了径向层状压电复合介质中的螺位错与界面的相互作用，基于扰动的概念和级数展开的方法，推导了基体和压电环的弹性场和电场，并在此基础上给出了像力的表达式，分析了几何尺寸和材料的相对刚度对像力和界面应力的影响。     

半平面压电复合介质中的螺位错

研究了半平面压电复合介质中螺位错的性能。使用复变函数理论和虚拟镜像原理，得到了螺位错产生的电弹场和作用在位错上像力的解析表达式。作为特例，计算了由横观各向同性压电材料和非压电材料组成的半平面复合介质中螺位错的像力，结果表明，位错总是被自由边界所吸引，而位错被界面吸引还是排斥依赖于非压电材料的弹性常数与压电变硬的材料常数的相对值。     

钢管复合桩粘结-滑移性能研究

为研究内置剪力环、泥皮和防腐涂层的钢管复合桩的粘结-滑移性能,假定钢管复合桩粘结应力沿界面呈指数变化规律,提出了一种新的钢管复合桩粘结-滑移本构理论分析模型.依托港珠澳大桥建设,开展了5组钢管复合桩推出试验(其中2组试件设有剪力环),验证了本文模型的正确性.试验结果表明:在外荷载作用下,钢管与混凝土粘结滑移和钢管应力理论计算结果与实验结果基本吻合;粘结破坏时钢管于核心混凝土相对滑移量均小于0.2 mm,泥皮和防腐涂层降低了钢管与核心混凝土之间的粘结;在剪力环间距为1D(D为桩径)的条件下,剪力环使钢管复合桩的粘结强度提高约50%,泥皮和防腐涂层对钢管复合桩的弱化效应可不计.钢管复合桩粘结应力沿界面基本呈指数规律变化.     

微尺度下气体在过渡区内流动的格子Boltzmann模拟

为研究微尺度下气体在过渡区内的流动特性,基于气体动理学及Knudsen层效应理论,推导了Knudsen数与无量纲松弛时间的关系;应用Succi的边界处理方法和广义二阶滑移边界条件,推导了壁面滑移速度和反弹比例系数的计算公式,建立了适用于过渡区微尺度气体流动的格子Boltzmann模型,并应用该模型对过渡区内微尺度Poiseuille流动进行模拟.结果表明,当稀薄参数取1.64时,计算得到的无量纲速度剖面在整个过渡区与Karniadakis给出的无量纲速度剖面吻合较好,无量纲速度分布在过渡区基本上保持为抛物线形状,边界上的无量纲滑移速度随着Knudsen数的增加而增大,中心线上的无量纲速度随着Knudsen数的增加而减小.      

橡胶夹层/复合材料粘结界面应力应变研究

复合材料和橡胶粘结成一体的防振橡胶在机械栽荷的作用下，经常发生因粘接界面破坏而导致的结构失效。用Ⅰ型加载下的双悬臂夹层梁试样，借助有限元对橡胶夹层／复合材料粘接界面的破坏进行研究，指出了橡胶夹层厚度变化以及界面裂纹长度发生改变时，橡胶／复合材料粘接界面裂纹前沿的应力和载荷作用方向上的应变的变化，及其临界断裂条件。     

钢-混凝土组合梁温度效应的解析解

针对考虑和不考虑界面滑移2种情况,在任意温度分布作用下,推导了钢-混凝土组合梁界面剪力、相对滑移和温度应力理论计算公式,采用有限元模拟对考虑界面滑移的公式进行了验证,并在钢-混凝土温差模式(模式1)、《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2015)温差模式(模式2)和英国规范BS5400温差模式(模式3)下,对比了温度效应的计算结果。分析结果表明:采用考虑界面滑移的剪力理论公式计算出的组合梁界面剪力分布与有限元计算结果规律一致,3种模式下剪力最大偏差分别为1.15%、2.65%和3.41%;组合梁界面剪力服从双曲余弦函数分布,界面滑移服从双曲正弦函数分布;不考虑滑移与考虑滑移计算得到的界面最大剪力基本相等,最大偏差仅为1.22%;组合梁跨中温度应力计算值的最大偏差小于1%,但组合梁端部温度应力计算值偏差较大,模式3温差为20℃时,考虑滑移时的混凝土底部温度拉应力为不考虑滑移时的1.9倍;组合梁的界面温度效应与温差成线性关系,斜率与温度分布模式有关,模式1的界面剪力、界面剪应力和界面滑移的变化速率最大,分别为9.138kN·℃-1、0.067MPa·℃-1和5.263×10-3 mm·℃-1;温差为30℃时,模式1的界面剪力、界面剪应力和界面滑移变化速率均为模式3的3倍以上,因此,不考虑钢梁温度梯度会使组合梁界面剪力、相对滑移与温度应力计算结果产生偏差,且偏差会随温差的增大而增大。     

弹性波与各向异性介质摩擦接触界面的相互作用

研究了脉冲波在一般各向异性介质摩擦接触界面上的反射和折射问题．限于小于临界角入射的情况．利用Fourier分析方法将非线性Coulomb摩擦接触边界波动问题化为一组代数方程．给出了确定局部分离、滑移和粘着区的思路和方法及各区域的解并以抛物线型应力脉冲为例进行了详细的计算．对相同介质的两半无限各向异性体给出了界面力、张开位移和相对滑移速度的数值结果．     

B型喇叭式立交环圈出口匝道运行速度过渡段长度研究

为确定车辆在B型喇叭式立交环圈出口匝道满足安全行驶需求的运行速度过渡段最小长度,分别建立了满足超高过渡需求、车辆变速行驶需求、横向加速度变化率适中等要求下的运行速度过渡段长度计算模型。采用UMRR开普勒链式雷达测速仪,实测不同主线设计速度下环圈出口分流鼻运行速度,结合SPSS软件分析,得到分流鼻运行速度。基于运行速度过渡段长度计算模型和典型参数的分析论证,得到满足不同需求的运行速度过渡段最小长度。结果表明:车辆变速行驶需求是B型喇叭式立交环圈出口匝道运行速度过渡段长度的主要控制因素;并基于满足车辆安全行驶需求,提出了运行速度过渡段长度最小建议值及纵坡修正系数。     

远处载荷作用下自由表面附近裂纹问题

采用连续分布位错模型讨论和分析了受远处载荷下半无限平面自由边界附近任意方位的裂纹问题,问题求解最后归结为求解一组Cauchy型奇异积分方程。在数值求解这组奇异积分方程中未知位错分布密度近似的基本密度函数与Chebyshev多项式之积,计算表明,本文方法的数值结果不但收敛快而且精度高。     

钢-混凝土双面结合梁界面在集中荷载作用下的滑移表达

钢-混凝土双面结合梁在内支座负弯矩区设置下翼缘钢筋混凝土板,并通过剪力连接件与钢梁共同作用,从而提高了梁的刚度和承载力。运用基本力学方法对钢-混凝土双面结合梁在使用荷载作用阶段的滑移效应进行探索性分析,推导得到集中荷载作用下负弯矩区上、下界面滑移及滑移应变沿梁长分布的表达式。     

HB-FRP加固混凝土梁研究综述

为总结混合粘贴纤维复合材料(HB-FRP)加固方法的研究成果, 推动其在混凝土梁维修加固领域的更广泛应用, 调研了HB-FRP加固法的研究现状, 揭示了外贴HB-FRP在外荷载和环境侵蚀下容易发生剥离的问题; 阐述了HB-FRP抑制FRP加固后剥离的工作机理, 分析了HB-FRP加固体系的构造特征及其对界面黏结力的影响; 总结了已有黏结-滑移模型和剥离荷载模型, 研究了加固梁的抗弯和抗剪性能; 分析了当前工作的不足, 并展望了下一步的研究方向和思路。分析结果表明: 外荷载和环境侵蚀均可能引起FRP剥离, HB-FRP加固同时发挥了化学黏结、摩擦和销栓作用, 有效地抑制了FRP剥离; 目前几种HB-FRP黏结-滑移关系的主要区别为达到界面黏结强度时FRP是否会发生稳定的滑移; 黏结界面极限剥离荷载取决于其黏结-滑移关系; HB-FRP加固可用于正截面抗弯和斜截面抗剪, 加固梁承载力和加固效率可得到大幅提高; 增加FRP配置率和钢扣件数量能有效提高加固梁的抗弯能力, 钢扣件间距对加固梁承载力的影响和加固设计准则还不明确, 裂缝和外荷载对加固梁的剥离荷载、材料利用率和破坏模式影响显著; 加固梁抗剪强度的增加主要来自FRP和混凝土提供的剪力, 而箍筋的影响较弱; 增加FRP加固量和减小条带间距能显著提高加固梁的抗剪承载力; 后续应继续研究HB-FRP加固设计理论, 提出考虑材料与构造特征的黏结特性计算模型和基于界面剪力的HB-FRP钢扣件间距设计方法, 进而建立HB-FRP加固混凝土梁的优化抗弯、抗剪设计方法和设计公式。      

高速交通中堵塞形成阶段的交通流模型

研究了高速交通中由于各种交通瓶颈而导致交通堵塞的过程，通过与高速空气动力学中的激波问题作比拟，建立适用于这一过程的交通流模型，包括完全堵塞和部分堵塞两种状态下的不同模型。依据实际测量数据，论证了平面交叉口绿灯转红灯时车流堵塞波的推进速度满足正态分布假设，其拟合优度高于泊松分布假设。建立的完全堵塞状态下的交通流模型揭示，随着上游来流的平均流量增加，堵塞波的推进速度呈指数规律上升，堵塞前后交通状态指数改变值在O．02～O．30范围内。根据部分堵塞状态下的交通流模型，又可以得到不同程度堵塞条件下，堵塞波的推进速度与上游来流流量之间的定量变化规律，可以作为控制上游来流流量，以减缓堵塞发展或尽快消除堵塞的计算依据。     

反对称荷载作用下层状结构含垂直裂纹的应力强度因子

根据变形特点，设置位移模式，引入位错密度函数，建立了奇异积分方程组，并就裂纹出现在层内、扩展到界面以及穿越界面形成反射裂纹等三种情况进行了讨论，获得了裂纹尖端应力强度因子的解析表达式。最后利用正交多项式，给出了两层介质三种裂纹形成应力强度因子的数值结果。     

带开孔板连接件的HSS-UHPC组合梁抗弯性能

为探究高强钢(HSS)-超高性能混凝土(UHPC)组合梁的抗弯性能,考虑剪力连接度影响,设计并完成3片设置开孔板连接件的HSS-UHPC组合梁跨中两点对称加载试验;对剪力连接度分别为1.02、0.89和0.76的HSS-UHPC组合梁抗弯刚度、挠度、界面滑移、应变分布规律及钢梁与UHPC板的整体工作性能等进行分析,探讨了该型结构的受弯破坏机理;通过建立HSS-UHPC组合梁的ABAQUS非线性有限元计算模型,分析了混凝土强度、翼板厚度、钢材强度三者间的匹配关系,评估了现有简化塑性理论对该型组合梁抗弯计算的适用性。研究结果表明:设置开孔板连接件的HSS-UHPC组合梁具有较高的抗弯承载能力和良好的塑性变形能力,其抗弯刚度和延性均能满足工程使用要求;UHPC板与HSS梁在弹性受力阶段的界面滑移发展缓慢,最大滑移出现在1/8梁长附近;进入塑性受力阶段,界面滑移迅速增大,且最大滑移断面逐渐外移至梁端;剪力连接度对HSS-UHPC组合梁的抗弯性能影响显著,连接度由1.02分别减小至0.89和0.76时,结构的早期抗弯刚度分别降低了7.0%和8.7%,极限承载力也分别减小了9.2%和14.6%,界面最大滑移则分别增大了15.8%和17.0%;对比试验研究、数值模拟和理论计算结果三者吻合良好,数值结果显示采用Q690取代Q460的组合梁抗弯承载力提高了29.0%,但延性下降了39.7%;提高UHPC强度和增大混凝土翼板厚度均能显著改善HSS-UHPC组合梁延性并增强其抗弯承载力。      

模拟酸雨侵蚀环境下钢筋混凝土结构长期性能研究综述

为深化对酸雨侵蚀环境下钢筋混凝土结构长期性能演变机制的认识,论述了酸雨侵蚀作用下混凝土材料腐蚀机理、侵蚀模型和物理力学性能时变过程;分析了酸雨锈蚀钢筋的溶液腐蚀机理和大气动态冲刷机制,总结了锈蚀钢筋形貌表征与锈蚀率指标定量化研究成果,归纳了已有锈蚀钢筋力学性能退化模型和本构模型,概述了钢混界面黏结性能演变规律和黏结-滑移本构关系模型;梳理了梁、柱构件及结构静、动力学性能演变规律的室内试验结果、理论计算方法和数值仿真结果的最新研究进展与不足,并展望了未来的研究方向与重点。研究结果表明:酸雨腐蚀混凝土可归因于酸雨离子成分的交互作用,亟需适用性较强的理论模型以揭示腐蚀和扩散机制;室内加速试验揭示了酸雨侵蚀作用下混凝土物理力学性能时变规律,应完善室内加速试验制度,搭建耦合宏细观层次关键指标的混凝土损伤评价体系和预估模型;酸雨加速锈蚀钢筋试验多基于均匀锈蚀,钢筋腐蚀方法和形貌表征逐渐向不均匀锈蚀发展,应进一步发展高精度扫描技术,借助统计分析理论建立钢筋不均匀锈蚀特征参数,优化钢筋力学性能退化模型;通电锈蚀试验和拉拔试验演绎了钢混界面黏结性能演化规律,并建立了黏结-滑移本构关系,但忽略了实际钢筋混凝土结构的受力特点,且锈蚀过程显著区别于自然锈蚀,应考虑酸雨环境与材料特性复杂多变的特点,研究细微观钢混界面损伤行为,揭示酸雨环境、材料特性与黏结性能的内在关系;酸雨侵蚀钢筋混凝土结构时效性能研究多集中在试件层次,且采用腐蚀试验与承载力试验分阶段进行,忽略了荷载-环境的耦合作用,试验所设环境较为单一,试验制度与方法亦未统一,应对标实际工程,考虑实际结构承载和环境工况,搭建长期荷载-酸雨侵蚀耦合作用试验系统,探索荷载-环境-材料多场关联机制,完善理论计算方法与数值仿真手段,揭示结构长期性能演变过程,并推动现场暴露试验发展,量化室内-现场映射关系,指导工程实际。      

端部集中载荷与分布载荷作用下柱体的稳定性问题

用能量法对同时承受端部集中载荷与分布载荷作用下柱体的稳定性问题进行了研究，分别考虑了：①分布载荷为始终沿轴线方向的“非保守型分布载荷”和始终沿初始轴线方向的“保守型分布载荷”；②端部集中载荷与分布载荷是彼此独立的和成比例的，以便使本文的推导及求解更加符合工作中的实际问题，所得结果表明，本文提供的求解公式的收敛的，且收敛速度相当快。     

工业机器人的连续轨迹和速度控制方法及其比较

介绍了关节路径采样法、分解速度法和带校正环的绝对增量法等三种工业机器人运动指令输入方法，并以ＲＴＸ ＳＣＡＲＡ型机器人为对象进行对比模拟，指出绝对增量法是在当前技术条件下较理想的连续路径和速度控制法。     

钩缓系统在不同速度条件下各界面吸能特性研究

为研究钩缓系统在不同速度条件下的碰撞响应,以某6辆编组的地铁列车为平台,基于钩缓系统能量吸收能力和各界面的能量传递顺序,建立了五种不同速度的碰撞工况,研究各界面能量变化规律.计算结果显示:配有EFG3橡胶缓冲器钩缓系统的列车,在碰撞过程中各界面能量吸收较为平均,随着碰撞速度的增加,各界面的能量增长率也较为均衡,可有效缓解碰撞界面的冲击载荷.