常压潜水装具半球形观察窗蠕变特性分析

常压潜水装具半球形观察窗是常压潜水装具的关键设备之一,与仿人形耐压躯体组合,能为潜水员提供装具内的常压环境,并为潜水员提供足够的观察视野。作者针对半球形观察窗接触变形、蠕变变形等问题做出了计算分析与试验研究,并应用于半球形观察窗设计中,以期对类似水下用半球形观察窗设计提供参考。     

高强度钛合金深潜器载人舱在三种不同类型载荷下的裂纹扩展预报

随着安全性要求的提高,深潜器耐压舱的疲劳寿命评估变得越来越重要。对于耐压舱,在其服役期间经历的载荷历程包括扰动疲劳载荷和相对稳定的蠕变载荷,目前尚未有公认合适的模型来描述这一载荷谱历程。传统疲劳寿命预报方法通常忽略蠕变效应导致疲劳寿命预测较大的不确定性。为了更清楚地理解这一机理,该文对深潜器耐压舱用β-退火钛合金TC4 ELI的裂纹扩展率进行了理论分析,分别引入了三种类型载荷作用下的裂纹扩展率模型。并开展了在包含过载和保载载荷的一系列循环三角载荷下的疲劳裂纹扩展试验,对理论模型进行了验证,为合理评估深海载人潜水器的疲劳寿命提供了基础。     

深水环境下粘弹性复合材料夹层结构蠕变特性研究

文章结合单轴压缩蠕变试验和粘弹性材料广义Maxwell建模理论得到吸声和浮体两种粘弹性填充材料的松弛模量Prony级数系数,开展了深水环境下粘弹性复合材料夹层结构蠕变特性试验,并将之与仿真研究结果进行对比,得到如下结论：复合材料夹层结构长时蠕变初期,芯材蠕变较表层复合材料占主导地位;随着时间增加,表层复合材料基体的粘弹性特性所表现出的蠕变和松弛现象交织出现,表层应变出现波动;芯材蠕变对复合材料夹层结构长时蠕变变形的贡献约为60%。     

旋转压实试件的高温蠕变特性研究

作者在本文采用先进的材料系统(MTS),对旋转压实机(SGC)成型的试件了进行单轴静载蠕变试验,得出了沥青混合料在荷载作用下变形随时间的蠕变变形曲线,并根据这些蠕变曲线分析了不同温度和荷载水平对沥青混合料蠕变性能的影响.     

考虑隧道围岩蠕变的复合式衬砌受力规律

将锚杆作用力视为体力作用于围岩内, 将初期支护与锚杆锚固范围内的围岩视为围岩加固体, 建立了围岩力学模型, 基于统一强度理论分析了隧道蠕变条件下的围岩应力与变形规律, 推导了复合衬砌应力与变形表达式, 分析了隧道围岩蠕变过程中支护结构受力特点及不同初期支护强度下二次衬砌受力变化规律。分析结果表明: 当初期支护按照“初期支护应与围岩共同受力且能保证施工阶段安全”的原则进行设计时, 在围岩蠕变作用下, 锚杆与喷射混凝土最大受力分别为48、286kPa, 与开挖阶段相比分别增大了57.5%、13.7%, 且超过支护结构最大承载力, 说明在进行初期支护设计时, 仅满足隧道开挖过程中围岩稳定而不考虑蠕变产生的附加应力影响, 可能造成隧道运营过程中初期支护结构破坏, 不利于隧道稳定; 当二次衬砌厚度由300mm增大至500mm时, 二次衬砌最大受力增大了40.5%, 荷载分担比由25.2%增大至36.2%, 而增大初期支护强度后, 二次衬砌受力减小了14.5%, 荷载分担比由25.2%减小至22.3%, 说明二次衬砌荷载随初期支护强度增大而减小, 而随自身强度增大而增大, 应重视初期支护与二次衬砌支护强度的协调配置, 实现围岩压力的合理分配; 在软岩地质条件下, 应保证隧道施工过程中围岩稳定并避免围岩蠕变过程中发生结构破坏, 以实现初期支护与二次衬砌共同承担蠕变引起的附加应力。      

青藏铁路高温冻土区蠕变沉降稳定时间的确定

青藏铁路高温冻土区路基的沉降变形主要来自原天然上限以下冻土的蠕变变形。路基建成后,冻土层受到附加应力的作用而产生蠕变,至今这种变形没有稳定的趋势。通过高温冻土蠕变的结果调整自己的应力,使它能承受来自路基施加的附加应力,以求得青藏铁路高温冻土区蠕变稳定时间。     

地基土蠕变试验与时间效应分析

基于分级增量循环加卸载方法对某高速公路桥台地基粉质粘土进行室内单剪蠕变试验研究,并对粉质粘土的瞬态变形与蠕变变形特性进行分析,由此对路基沉降量计算提出了建议。研究成果对深入分析粉质粘土变形的时间效应,准确计算高速公路地基工后沉降等具有重要的理论与实际意义。     

桥梁填充式伸缩缝沥青胶结料流变性能试验研究

填充式伸缩缝作为一种新型桥梁伸缩缝被逐渐地应用于实际工程,而填充式伸缩缝中沥青的使用量要远大于普通沥青混凝土伸缩缝的沥青用量。由于该伸缩缝中的沥青占比较大,其使用性能也深受沥青胶结料影响。鉴于沥青胶结料自身材料特性,对其高低温条件下稳定性和抗变形能力的研究就显得十分必要。本文使用来自美国科来福公司的沥青胶结料A和韩国的沥青胶结料B,通过动态剪切流变仪对其老化前后进行温度扫描试验、高温软化试验和低温应力松弛试验。试验结果表明,两种沥青胶结料在高温条件下都具备良好的抗变形能力且在应力作用下具有良好的松弛能力。结合国内改性沥青的性能、参考《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中对改性沥青相关指标的规定,提出适用于桥梁填充式伸缩缝沥青胶结料的技术指标,供相关研究人员参考。     

桥梁支座橡胶材料的静态黏弹性本构模型

文中利用应力加速原理,对短期拉伸蠕变数据进行平移,得到较长时间下的蠕变曲线,用广义开尔文模型对蠕变曲线进行拟合,得到相关的黏弹性本构模型。考虑到在实际应用中橡胶材料多为受压,故对圆柱体试样进行压缩蠕变和压缩松弛试验,从蠕变试验和松弛试验曲线互为逆像,这表明蠕变和松弛表现出相似的力学特性。利用拉伸试验建立的黏弹性本构模型对圆柱体的蠕变和松弛进行有限元计算,计算值与试验值非常接近,反映该本构模型可用于压缩蠕变和松弛的计算,可以为长时间作用下蠕变位移和应力松弛提供有限元解,节约试验的时间成本。     

基于单轴静载蠕变试验的AC-13高温性能影响研究

采用单轴静载蠕变试验对AC-13沥青混合料的高温性能影响因素进行研究,分析不同级配、温度及荷载对AC-13高温性能的影响。结果表明,沥青混合料在加载过程中会经历瞬时变形、弹性恢复和黏性流动3个阶段;采用级配1成型的混合料在同一条件下的劲度模量高于采用级配2和级配3成型的混合料;荷载一定时,AC-13沥青混合料的劲度模量随温度升高而降低,残余应变比则相反;温度一定时,AC-13沥青混合料的劲度模量和残余应变比均呈上升趋势,但不同级配混合料的增长速度不一致;级配是显著影响沥青混合料高温稳定性的因素之一。