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研究了水泥石和骨料的顯微硬度以及骨料體積分數(shù)對混凝土耐鉆磨性和抗壓強度的影響,探索了影響混凝土耐鉆磨性的主要參數(shù),并基于兩相復(fù)合材料理論建立了混凝土耐鉆磨性的數(shù)學(xué)模型.結(jié)果表明:在各組分顯微硬度和骨料體積分數(shù)分別變化時,混凝土耐鉆磨性和抗壓強度之間并不一直存在線性關(guān)系;各組分顯微硬度及其體積分數(shù)是影響混凝土耐鉆磨性的主要參數(shù);根據(jù)混凝土耐鉆磨性的數(shù)學(xué)模型得出的預(yù)測硬度與實測硬度偏差大都在20%以內(nèi),驗證了所提模型的合理性.
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復(fù)合材料已被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域,分層破壞是復(fù)合材料主要的破壞形式之一。對復(fù)合材料分層失效分析中主要的方法粘聚區(qū)模型進行詳細的闡述。先介紹了粘聚區(qū)模型發(fā)展歷史、界面強度參數(shù)和本構(gòu)關(guān)系的研究現(xiàn)狀并對存在的問題進行了分析,然后對該模型在復(fù)合材料層間失效分析應(yīng)用現(xiàn)狀進行了闡述,重點分析了該模型在有限元應(yīng)用中存在的問題。研究表明,近年來,CZM已逐步成為復(fù)合材料分層失效研究的主要方法,但在應(yīng)用中需要解決強度參數(shù)確定準確性、計算收斂困難和計算效率不高等問題。

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次將壓電陶瓷彎曲元測試技術(shù)引入到高聚物注漿材料小應(yīng)變動剪切模量測試中,制定了高聚物注漿材料彎曲元動剪切模量Gmax的試驗方案并制作了試驗?zāi)＞?確定了彎曲元設(shè)備對高聚物注漿材料的激發(fā)脈沖頻率;探討了高聚物注漿材料密度和彎曲元激發(fā)脈沖頻率對Gmax的影響,對比分析了高聚物注漿材料的動、靜性模量,并討論了高聚物注漿材料動剪切模量與土石料動剪切模量的相關(guān)性.試驗得出的高聚物注漿材料動力學(xué)特性可為其動力反應(yīng)分析和工程應(yīng)用提供理論依據(jù)與參考.
對不同銹蝕率下鋼筋混凝土梁的加載破壞過程進行了聲發(fā)射試驗,研究了聲發(fā)射事件結(jié)果與梁構(gòu)件裂縫開展位置的對應(yīng)關(guān)系及聲發(fā)射信號特征.結(jié)果表明:對于不同銹蝕率下的鋼筋混凝土梁,聲發(fā)射事件結(jié)果與裂縫位置具有較好的對應(yīng)性,利用聲發(fā)射技術(shù)對缺陷源進行是可行的,并且可根據(jù)聲發(fā)射事件數(shù)量的增長情況來判斷梁構(gòu)件的受力階段;隨著應(yīng)力水平的增大,鋼筋混凝土梁聲發(fā)射信號頻段中心由低頻向高頻轉(zhuǎn)移;隨著鋼筋銹蝕率的增大,鋼筋混凝土梁在破壞過程中的聲發(fā)射事件數(shù)量減少,其釋放的總能量降低.
將數(shù)字圖像相關(guān)方法用于測量含I型雙邊裂紋復(fù)合材料薄板應(yīng)力強度因子。先,介紹了數(shù)字圖像相關(guān)方法基本原理,通過二乘擬合法建立了裂紋尖端位移場與裂尖應(yīng)力強度因子的關(guān)系。其次,搭建了數(shù)字圖像相關(guān)方法非接觸光學(xué)測試平臺,通過對含I型雙邊裂紋復(fù)合材料薄板進行拉伸試驗,得到了復(fù)合材料薄板雙邊裂紋尖端全場位移。后,通過數(shù)字圖像相關(guān)方法計算所得全場位移,提取了裂紋尖端應(yīng)力強度因子,分析了二乘擬合項數(shù)、數(shù)字圖像相關(guān)計算中子區(qū)域和步長大小的選擇對裂紋尖端應(yīng)力強度因子計算的影響。