不同基础形式对钢波纹管涵洞力学响应的影响分析

采用数值模拟技术,考虑道路结构、材料性能、接触状态、荷载形式等因素,应用ANSYS建立了钢波纹管涵洞三维有限元模型,分析了钢波纹管涵洞不同基础形式对整个涵洞力学性能与变形状态的影响,得到了钢波纹管涵洞的变形和应力规律;通过数值计算分析确定了不同基础钢波纹管涵洞关键点的位移和应力.计算结果表明:混凝土阻碍了钢波纹管涵洞的变形与伸长,使其在内部产生了内部应力,使得钢波纹管涵洞的位移有所减小,在钢波纹管涵环向不同位置处,波谷内表面切向应力在某些位置呈现拉应力,其数值与采用的基础形式有一定的关系,根据第四强度理论,波峰位置最大等效应力数值满足强度要求.研究成果为钢波纹管涵洞施工控制提供了理论依据,为钢波纹管涵的结构设计提供了参考.     

基于混凝土细观结构的徐变逐步分析

分析了已有的混凝土徐变计算方法,提出了一种新的徐变计算方法,该方法分离了以骨料为主的弹性和以砂浆基质为主的滞弹性;采用了Kelvin链来模拟黏弹性并表现了混凝土的老化作用和滞后效应的时间;引入滞后效应时间比例因子考虑时间对混凝土滞后效应的响应速度。实例分析结果表明:混凝土结构变化过程受其滞弹性影响较大而最终状态几乎不受影响,时间比例因子在结构卸载或反复荷载的作用下对混凝土材料的特性影响明显。     

基于混凝土细观结构的徐变逐步分析

分析了已有的混凝土徐变计算方法,提出了一种新的徐变计算方法,该方法分离了以骨料为主的弹性和以砂浆基质为主的滞弹性;采用了Kelvin链来模拟黏弹性并表现了混凝土的老化作用和滞后效应的时间;引入滞后效应时间比例因子考虑时间对混凝土滞后效应的响应速度。实例分析结果表明:混凝土结构变化过程受其滞弹性影响较大而最终状态几乎不受影响,时间比例因子在结构卸载或反复荷载的作用下对混凝土材料的特性影响明显。     

高强钢-混凝土组合梁受力性能分析

为研究高强钢-混凝土组合梁中结构几何参数及材料强度对组合梁受力性能的影响,建立了14组构件在跨中两点对称荷载作用下的有限元数值模型,对其受力性能进行了分析。分析结果表明:在承载能力极限状态下,钢梁的贡献占竖向抗剪强度约77.0%;在弹性与塑性阶段,不同材料强度的组合梁的跨中最小与最大挠度比值分别为79.5%和28.0%;在塑性状态下,不同混凝土板横向配筋率和宽度的组合梁的跨中最小与最大挠度比值分别为62.1%和53.3%,不同材料强度、混凝土板宽度、横向配筋率和厚度的组合梁的最小与最大纵向滑移量比值分别为25.0%、41.9%、63.2%、70.7%。可见,提高钢梁强度或增大钢梁尺寸可显著提高组合梁竖向抗剪能力;材料强度对组合梁弹性工作阶段的跨中挠度影响较小,混凝土板横向配筋率及其宽度对塑性状态下跨中挠度有较大影响;弹性工作阶段材料与几何参数对组合面滑移的影响不明显,塑性状态下材料强度、混凝土板宽度、横向配筋率及厚度对纵向滑移影响较大。     

原子尺度的纳米压痕模拟技术

通过纳米压痕的分子动力学模拟研究并解决了模拟中的诸多问题．一是加载方法及对系统中压头载荷的定义，定义了刚性的压头，并以与压头相接触的截断半径以内的原子所受的力为压头的载荷，结果表明，文中所定义的方法及所得出的载荷一位移曲线较好地反映了材料的特性，为分析和比较材料的特性及在加(卸)载过程中位错的产生和运动提供了依据．二是在原子尺度材料表现出一定程度的滞弹性，会影响到对材料硬度和弹性模量的测定，解决的方法是在卸载前让系统充分地松弛．由于滞弹性的影响，模拟结果是与加载速度相关的．     

4Cr14Ni14W2Mo气阀钢不同原始状态对固溶处理所得组织的影响

本文探讨了4Cr14Ni14W2Mo 气阀钢三种原始状态对不同温度固溶处理所得组织(晶粒度、碳化物)的影响。研究表明,低温(1050℃)锻造后,固溶处理时不可能获得合理的组织(3—2级奥氏体晶粒,碳化物全溶于基体);高温(1240℃)锻造后,在1180℃固溶处理时,奥氏体晶粒为(3—2)级,碳化物基本全溶于基体。     

低温球磨制备块体纳米Al晶体材料的组织与性能

采用低温球磨结合真空热压烧结技术制备了块体纳米Al晶体材料,并加入硬质Al2O3颗粒来进一步提高该材料的强度和硬度．利用X射线衍射,透射电镜对材料的微观组织进行了分析和观察,并对所制备块体纳米材料的密度、显微硬度和拉伸性能进行了测定．研究结果表明：当球磨时间从8h增加到14h时,纳米Al粉末颗粒的晶粒尺寸从55nm减小到43nm,微观应变从0．0272％增至0．0759％．经致密化处理后,该材料的晶粒尺寸从115nm减小到71nm．经热挤压后的块体纳米Al及Al—Al2O3晶体材料的相对密度都达99．4％以上,其最高显微维氏硬度分别为1．02和1．22GPa,比粗晶Al的显微维氏硬度分别提高了3和3．6倍．块体纳米Al的最高屈服强度和抗拉强度分别为165和243MPa,比粗晶1050纯Al的屈服强度和抗拉强度分别提高了7．5和3．2倍．当平均晶粒尺寸小于223nm时,得到块体纳米Al材料的屈服强度与晶粒尺寸之间的关系为σ=71．8＋1．8D^-1/2．     

低温球磨制备块体纳米Al晶体材料的组织与性能

采用低温球磨结合真空热压烧结技术制备了块体纳米Al晶体材料，并加入硬质Al2O3颗粒来进一步提高该材料的强度和硬度．利用X射线衍射，透射电镜对材料的微观组织进行了分析和观察，并对所制备块体纳米材料的密度、显微硬度和拉伸性能进行了测定．研究结果表明：当球磨时间从8h增加到14h时，纳米Al粉末颗粒的晶粒尺寸从55nm减小到43nm，微观应变从0．0272％增至0．0759％．经致密化处理后，该材料的晶粒尺寸从115nm减小到71nm．经热挤压后的块体纳米Al及Al—Al2O3晶体材料的相对密度都达99．4％以上，其最高显微维氏硬度分别为1．02和1．22GPa，比粗晶Al的显微维氏硬度分别提高了3和3．6倍．块体纳米Al的最高屈服强度和抗拉强度分别为165和243MPa，比粗晶1050纯Al的屈服强度和抗拉强度分别提高了7．5和3．2倍．当平均晶粒尺寸小于223nm时，得到块体纳米Al材料的屈服强度与晶粒尺寸之间的关系为σ=71．8＋1．8D^-1/2．     

焊前组织对12Ni3MoV钢HAZ的组织和韧性的影响

本文用焊接热模拟方法研究了12Ni3MoV钢焊前组织对HAZ组织和韧性的影响。结果表明:(1) 12Ni3MoV钢的临界区处理和调质处理的两种焊前组织对HAZ晶粒严重长大区的组织和韧性的影响有明显差别。(2) 与焊前为调质处理的组织相比较,临界区处理的组织,焊后晶粒度的级别约高二级;t_(8/5)为15和22秒时的组织中的粒状贝氏体多15％左右;脆性转变温度高40～50℃;-45℃时的冲击值低1～1.5kgf·m。     

C2S2法中剪切应变的理论分析及其数值模拟

C2S2(板材连续剪切变形技术)是一种针对于细化薄板材料晶粒尺寸的全新的材料加工技术,通过这种技术可以使板的晶粒度降低至亚微米级或者纳米级.介绍了板材连续剪切变形技术的基本原理,对其所产生的剪切应变进行了计算和理论分析,并采用了有限元软件MAFAP4.0对其成形过程进行了模拟,模拟结果表明:挤出角Φ、外弧角Ψ等因素对材料的变形量有不同程度的影响.     

C2S2法中剪切应变的理论分析及其数值模拟

C2S2(板材连续剪切变形技术)是一种针对于细化薄板材料晶粒尺寸的全新的材料加工技术,通过这种技术可以使板的晶粒度降低至亚微米级或者纳米级.介绍了板材连续剪切变形技术的基本原理,对其所产生的剪切应变进行了计算和理论分析,并采用了有限元软件MAFAP4.0对其成形过程进行了模拟,模拟结果表明:挤出角Φ﹑外弧角Ψ等因素对材料的变形量有不同程度的影响.     

基于正交分析的双面组合连续箱梁剪力滞效应影响因素研究

考虑宽跨比、截面高度、翼缘板外伸长度、荷载类型等影响剪力滞效应的主要因素,采用正交分析方法对钢-混凝土双面组合连续箱梁进行试验设计,对设计工况进行数值仿真试验,并对计算结果进行正交分析。研究结果表明,荷载形式对双面组合箱梁剪力滞系数的影响最大,宽跨比的影响次之,而截面几何尺寸的因素如截面高度和翼缘板外伸长度在工程实用范围内的影响很小。通过统计回归,得到了弹性阶段钢-混凝土双面组合连续箱梁上翼缘有效宽度的无量纲计算公式。     

简支钢—混组合箱梁剪力滞效应研究

为研究简支钢—混凝土组合箱梁体系的剪力滞效应,建立了可考虑剪力滞后、剪切变形、材料和几何非线性的三维数值模型,采用模型对影响钢—混凝土组合箱梁力学行为的主要参数(宽跨比、滑移刚度和荷载形式等)进行了分析,分析结果表明:组合箱梁的剪力滞效应与荷载类型和作用位置有关,剪力滞系数随着宽跨比的增大而增大。     

波纹管注浆质量检测中的弹性波声时特征研究

采用弹性波注浆质量检测仪对某高速一批波纹管的注浆质量进行试验检测,并运用概率方法,将弹性波重复穿透浆体的声时极差值作为随机变量,通过SPSS软件对这一原始样本进行正态分布检验。检验结果揭示了弹性波在波纹管注浆中的传播规律以及声时极差样本服从正态分布情况下检测结果的可靠性,这样大大减少了工作量,进一步完善了波纹管注浆检测评价体系。     

溶胶-凝胶法制备软磁纳米材料Fe2O3

首次采用添加分散剂溶胶-凝胶法制备软磁纳米材料Fe2O3,采取添加分散剂和改变焙烧方法保证晶粒尺寸.实验结果表明:软磁纳米晶制备中添加分散剂尿素,然后在高温(600℃)焙烧前增加一个低温(400℃)退火阶段,两项措施能保证Fe2O3原始晶粒尺寸在30～40nm.试验操作简单、过程易于控制、产品质量稳定.     

钢桥面板U肋-盖板焊缝疲劳裂纹萌生仿真

为建立适用于钢桥面板U肋-盖板焊缝疲劳裂纹萌生分析方法,以Roe-Siegmund循环内聚力模型为基础,考虑混合加载模式下的内聚力参数转换,对ABAQUS进行二次开发,形成反映疲劳累计损伤的VUMAT子程序;通过试验数据获得了Q345钢材对应的焊接区域材料内聚力参数,基于Voronoi图法、焊接区域晶粒微观形态与力学特性建立了U肋-盖板焊缝焊趾处微观晶粒组织,并与宏观二维平面应变模型合并,模拟了多尺度疲劳裂纹萌生;结合等效结构应力法和线弹性断裂力学裂纹扩展理论,考虑初始缺陷形态和疲劳断裂临界标准反推了不同应力水平下的累积内聚力长度,进而得到疲劳裂纹萌生寿命的计算方法。分析结果表明：采用提出的方法模拟U肋-盖板焊缝焊趾裂纹萌生行为时,裂纹在焊趾处萌生并垂直于顶板表面进行扩展,形成了穿晶断裂模式,微观晶粒组织应力分布随裂纹萌生及短裂纹扩展而不断变化,且随着微观晶粒组织分布和力学特性的随机性变化,仿真结果中的短裂纹扩展路径细节与临界循环次数均不相同;反推得到的累积内聚力长度随初始缺陷形状比、长裂纹扩展临界深度、微观晶粒组织分布及其力学特性以及所处应力幅值的不同产生变化,考虑上述因素获取的累积...     

溶胶-凝胶法制备软磁纳米材料Fe2O3

首次采用添加分散剂溶胶-凝胶法制备软磁纳米材料Fe2O3，采取添加分散剂和改变焙烧方法保证晶粒尺寸．实验结果表明：软磁纳米晶制备中添加分散剂尿素，然后在高温(600℃)焙烧前增加一个低温(400℃)退火阶段，两项措施能保证Fe2O3原始晶粒尺寸在30～40nm．试验操作简单、过程易于控制、产品质量稳定。     

车用轻量化ABA材料吸隔声特性的计算方法研究

以汽车声学包装用的ABA(多孔吸声层-隔声层-多孔吸声层)结构材料为研究对象,分别用柔性模型和弹性模型描述多孔材料本构关系,建立了4种铺层模型,对2种典型ABA材料方案进行了吸声系数、插入损失计算,并与实测结果进行了对比分析。结果表明弹性-柔性铺层模型与测试值的一致性较其他模型更好。当隔声层为重质EVA类材料时,使用柔性-柔性铺层模型也能达到较好的计算精度,该模型仅需较少的材料BIOT参数,可实现快速建模,提高计算效率。     

深冷球磨及真空热压制备块体Al及Al-Al2O3纳米晶体材料

利用深冷球磨及真空热压技术制备块体Al及Al-Al2O3纳米晶体材料,采用X射线衍射测定晶粒尺寸,利用扫描电镜对材料的微观组织进行观察,并测定了所制备材料的显微硬度和抗拉性能.研究结果表明:经深冷球磨14 h后,Al粉末颗粒的平均晶粒尺寸由50 μm变化到43 nm.块体纳米Al晶体材料的显微硬度随烧结温度升高而下降,加入纳米Al2O3颗粒后显微硬度约为粗晶纯Al显微硬度的4倍;块体纳米Al晶体材料的抗拉强度极限σb为265 MPa,加入纳米Al2O3颗粒后的抗拉强度为322 MPa,比纳米纯Al晶体材料提高了22%.     

深冷球磨及真空热压制备块体Al及Al-Al_2O_3纳米晶体材料

利用深冷球磨及真空热压技术制备块体Al及Al-Al2O3纳米晶体材料,采用X射线衍射测定晶粒尺寸,利用扫描电镜对材料的微观组织进行观察,并测定了所制备材料的显微硬度和抗拉性能.研究结果表明:经深冷球磨14 h后,Al粉末颗粒的平均晶粒尺寸由50μm变化到43 nm.块体纳米Al晶体材料的显微硬度随烧结温度升高而下降,加入纳米Al2O3颗粒后显微硬度约为粗晶纯Al显微硬度的4倍;块体纳米Al晶体材料的抗拉强度极限σb为265 MPa,加入纳米Al2O3颗粒后的抗拉强度为322 MPa,比纳米纯Al晶体材料提高了22%.