湿热老化对BFRP粘接接头横向冲击力学性能的影响

为了给车辆粘接结构的碰撞安全提供参考, 选取玄武岩纤维复合材料(BFRP)制作了单搭接接头; 根据车辆服役环境, 选取温度/湿度为80℃/30%和80℃/95%两种环境(GWCS和GWGS), 对接头分别进行了0、5、10和15 d的老化, 通过准静态拉伸测试了失效载荷和失效形式随时间的变化规律; 利用差示扫描量热法分析了BFRP和粘接剂在老化前、后的玻璃态转变温度; 对未老化和老化15 d后的接头进行了冲击能量为0、20、40和60 J的横向冲击试验, 分析了能量吸收、最大冲击载荷和最大变形随冲击能量的变化规律, 同时测试了接头失效载荷和失效形式的变化规律。分析结果表明: GWCS环境下, 老化后接头失效载荷下降比较小, 粘接剂发生后固化反应, BFRP发生分子链断裂, 接头更容易发生基体开裂或者纤维撕裂; GWGS环境下, 老化能明显加速接头性能的退化, 容易造成粘接剂与BFRP界面发生水解和膨胀, 老化15 d后失效载荷下降了54.99%, 失效断面为界面与内聚为主的混合失效; GWCS环境下, 老化后接头具有较好的承受冲击载荷和抵抗变形的能力, 冲击后失效载荷变化不大; GWGS环境下, 老化后接头受横向冲击影响明显, 承受冲击载荷和抵抗变形的能力较差, 在60 J冲击后接头表面损伤严重, 失效载荷下降明显, 下降幅度为58.71%, 失效断面为界面与内聚为主的混合失效, 损伤裂纹较为明显。可见, 车辆服役过程中, 粘接结构需尽量避免受高温高湿环境的作用, 尤其注意横向冲击对老化后粘接结构的影响。      

服役温度对BFRP/铝合金粘接接头静态失效的影响

在车辆轻量化设计过程中, 为了预测BFRP/铝合金粘接接头在服役温度下的静态失效行为, 加工了处于拉应力、剪应力与拉剪组合应力状态的粘接接头, 根据车辆服役温度特点, 选取-40℃、-10℃、20℃、50℃、80℃五个温度测点, 通过准静态拉伸试验, 得到不同应力状态下接头失效强度随温度的变化规律, 分析了粘接接头失效形式和失效准则; 基于粘接接头在不同温度下的拉、剪应力, 建立了接头的二次应力失效准则方程, 对不同温度下的接头强度进行失效预测。分析结果表明: 粘接接头的失效强度受温度的影响明显, 随温度升高, 失效强度减小; 粘接接头中剪应力和拉应力的不同占比也会对接头失效强度造成一定的影响, 随着剪应力比例增大, 温度升高使接头失效强度下降更明显; 相比于低温-40℃, 高温80℃时的拉伸接头与剪切接头失效强度的下降幅度分别为47.77%与61.49%;随着温度升高, 粘接剂的失效应力和杨氏模量逐渐减小, 而失效应变逐渐增大, 说明温度很大程度上影响了粘接剂的力学性能; 粘接接头失效形式为内聚和纤维撕裂的混合失效, 拉应力作用下接头更容易发生纤维撕裂, 并且随温度升高, 纤维撕裂面积减小, 因此, 为了防止纤维撕裂, 需要避免粘接接头受拉应力作用; 粘接接头在不同温度下的二次应力失效准则曲线拟合精度均在0.957以上, 并绘制了失效准则响应曲面, 直观反映了粘接接头失效强度在车辆服役温度下的变化规律。      

玄武岩纤维贫混凝土基层力学性能对比试验研究

通过力学性能对比试验,研究了连续玄武岩纤维贫混凝土基层的力学性能及破坏形态,结果表明,2.0‰的玄武岩纤维合理掺量下,玄武岩纤维贫混凝土的抗折强度幅度达20%以上,而断裂强度提高幅度达50%,同时,玄武岩纤维基层贫混凝土可明显延缓和减少开裂裂缝。     

玄武岩纤维在沥青混合料中的应用研究

玄武岩纤维是一种新型的矿物纤维.首先通过室内试验研究了玄武岩纤维的表面微观特征、高温性能及吸油性能,其次进行了玄武岩纤维沥青混合料设计,研究了所设计混合料的路用性能,结果表明玄武岩纤维可以有效地提高沥青混合料的各项性能,最后阐述了混合料在施工过程中的一些控制要点.     

掺加玄武岩纤维水泥混凝土路面经济性分析

本文从理论上分析了玄武岩纤维混凝土疲劳特性,对疲劳寿命进行了预测,从路面设计典型案例入手,分析了玄武岩纤维水泥混凝土路面的经济性。     

玄武岩纤维增强沥青混合料性能试验研究

为研究玄武岩纤维对沥青混合料性能的增强作用,结合湖南省张家界至花垣高速公路工程,对玄武岩纤维沥青胶浆进行动态剪切流变试验和锥入度试验评价其高温性能,采用车辙试验研究纤维对沥青混合料高温稳定性的增强作用;利用浸水马歇尔试验评价纤维对沥青混合料水稳定性的改善效果.研究结果表明：玄武岩纤维胶浆抗车辙因子显著提高,抗剪切能力明显增强;玄武岩纤维沥青混合料的动稳定度和残留稳定度均得到提高,且在纤维掺量一定范围内,增长率比较快,掺量达到某一临界值时,增长率开始下降;AC-30C沥青混合料玄武岩纤维最佳掺量为0.3％.研究成果可为玄武岩纤维在道路工程中的应用提供参考.     

耐磨节流阀的设计

介绍了耐磨节流阀的结构特点、工作原理及主要零件的设计，讨论了耐磨材料的选择。对铸石特性、技术参数加以介绍；根据铸石易进裂、难加工的特点，设计磨削铸石管的夹具和刀具。通过实验得到了预期的效果，从而保证装镶铸石管和铸石板的顺利进行，满足了生产需要，在实际运行中得到了验证。     

玄武岩纤维长度对排水沥青路面性能影响研究

为探究应用于排水沥青路面中玄武岩纤维的适宜长度,采用干拌的方式在空隙率为20%的OGFC-13沥青混合料中分别加入3、6、12和25mm不同长度的纤维。首先通过析漏试验确定不同纤维长度下混合料的最佳油石比;接着进行飞散试验、单轴贯入试验、低温劈裂试验、冻融劈裂试验和渗水试验来探究不同长度纤维对沥青混合料性能的影响。结果表明,加入玄武岩纤维后,沥青混合料的性能有所提升,综合分析各项性能后,建议在排水沥青路面中添加长度为6mm的玄武岩纤维。     

张集铁路玄武岩崩塌落石特征研究

研究目的:通过对张集铁路玄武岩崩塌落石特征的研究,探索玄武岩崩塌落石分布与地形地貌和地层结构的关系及形成机理,确立塌落岩块形态、运动轨迹,建立影响距离公式,为玄武岩地区铁路工程设计和防护措施的选择提供依据.研究结论:张集铁路玄武岩多位于地表和夹杂于砂砾土、粘性土和第三系泥砂岩中,覆盖在山顶上的玄武岩常形成危岩陡壁,是崩塌落石的主要来源;崩塌的严重程度与下伏地层及其产状有关,逆层山坡比顺层山坡更易形成崩塌落石;崩塌落石岩块多以块状和不规则球状为主,发生概率与体积呈反比.