混凝土非线性本构模型的构建

通过分析各种常用的材料强度破坏准则，建议了一种适合混凝土非线性特性的破坏准则；采用了非线性指标βｔ，βｃ区别对待材料的不同拉、压状态；引用了Ｓａｒｇｉｎ的一维应力应变关系．结合以上３个方面，提出了一个较为合理恰当的混凝土非线性本构模型，便于有限元的实施。     

考虑冻融的粉质黏土统计损伤本构关系研究

【目的】研究冻融作用下土的物理力学性质的变化,构建一种同时考虑荷载效应和冻融循环的损伤模型,为预测冻土地基反复冻融作用下的沉降变形提供理论基础。【方法】以青藏铁路沿线常见的粉质黏土为研究对象,制备了20组同一目标含水量(16%)和干容重(1.30g/cm3)的重塑试样,开展了3种正压力(100,200和300kPa)下的直接剪切试验,剪切变形速率控制为0.8mm/min。以粉质黏土的抗剪强度数据为基础,采用3种常用的分布函数(正态分布、对数正态分布和Weibull分布),分析了粉质黏土的抗剪强度分布特征。之后基于Weibull概率密度函数和Lemaitre等效应力原理,推导出三维应力条件下冻土的本构关系;采用Drucker-Prager强度准则反映荷载所致土结构损伤,并选取冻融数次后弹性模量描述冻融循环所致结构损伤,最后提出了一种同时考虑冻融作用和荷载效应的损伤变量,并嵌入冻土损伤本构关系,构建了损伤模型。采用冻融试验数据和三轴剪切试验数据,验证该模型的合理性。【结果】相比于正态分布和对数正态分布,粉质黏土的强度数据更符合Weibull分布规律,曲线吻合程度和最大偏差均最小。验证试验结果表明,构建的损伤模型的计算结果与试验结果的相关系数均高于0.70,说明该模型能够较好地描述粉质黏土冻融数次后的应力应变特征。【结论】成功构建了一种同时考虑荷载效应和冻融作用的损伤模型,这为统计损伤本构关系的研究和有效的工程应用提供了参考依据。     

基于LS-DYNA的理想弹塑性材料本构关系模型开发基本方法

LS-DYNA是一款功能强大的有限元分析计算软件,软件自身含有强大的材料库,更允许用户添加自定义的材料本构关系模型,用于得到更准确的仿真结果。基于该平台,介绍了该软件与用户自定义材料子程序之间的数据交互关系,并利用弹塑性力学相关知识,分别建立了理想弹塑性材料的弹性本构关系与塑性本构关系,最后通过算例验证了所构建材料本构关系的正确性,并编写了基于LS-DYNA平台的理想弹塑性材料本构关系,介绍了开发的基本方法,为应用自编写复杂本构关系材料的工程仿真提供了基础。     

油菜茎秆的粘弹性特性及本构关系的研究

割刀切割茎秆产生的冲击应力波传播到荚果,当应力幅值超过荚果的抗裂极限时,籽粒脱落引起收获损失.油菜茎秆的粘弹性质对应力波的传播具有很大的影响.通过测定油菜茎秆的粘性系数与弹性模量,采用三元件固体模型建立了油菜茎秆的粘弹性本掏关系,并分析了其应力、应变对时间的响应,从而得到了蠕变曲线及应力松弛曲线.为进一步研究茎秆中的应力波的传播规律,设计优化切割器参数以便减小收获损失,提供了重要数据.     

预变形Cu本构关系的神经网络模型和Z-A模型

利用Split-Hopkinson bar装置上所得到的变形数据，研究了冲击预变形铜的神经网络本构关系模型以及Zerrrlli-Axmstrong本构关系模型，比较了两种模型对冲击预变形铜在不同热力学状态下流变应力的预测精度．研究表明：神经网络模型的总的拟合度为0．9％，而Zerrilli-Armstrong模型的拟合度为8％；Zerrilli-Armstrong模型相对于神经网络模型精度较低，是由于物理模型把材料内部某些动态变量作为常数处理，而神经网络模型建模训练时已经包含了这些动态变化的因素；通过增加神经网络输入节点数可以扩大神经网络模型的应用范围。     

土壤-植物根系复合体本构关系的理论研究

为研究土壤-根系复合体强度问题,运用土壤力学理论和复合材料力学方法分析了土壤-根系复合体的力学特性和力学模型;在弹性、横观各向同性条件下,计算得出了表征土壤-根系复合体应力-应变关系的本构方程。研究结果表明:土壤-根系复合体的强度,不仅与土壤和根系的材料特性、形态结构、含水率以及根系含量有关,而且与土粒和土粒之间、土粒和根系之间的黏聚力、内摩擦力密切相关。     

含有涡量张量的非线性雷诺应力本构方程

根据Donaldson提出的湍流计算模型应满足的条件,将一个对称的且迹为零的涡量张量二次项加入到雷诺应力和流场时均量的本构关系中,建立了一个新的非线性雷诺应力本构方程。应用该方程对具有方形截面的直管湍流流动和圆管湍流流动进行计算,结果表明:这种新的雷诺应力本构方程可以正确地预示二次流的存在,明显改进对雷诺正应力的大小及各向异性的计算。     

含有涡量张量的非线性雷诺应力本构方程

根据Donald]son提出的湍流计算模型应满足的条件,将一个对称的且迹为零的涡量张量二次项加入到雷诺应力和流场时均量的本构关系中,建立了一个新的非线性雷诺应力本构方程.应用该方程对具有方形截面的直管湍流流动和圆管湍流流动进行计算,结果表明:这种新的雷诺应力本构方程可以正确地预示二次流的存在,明显改进对雷诺正应力的大小及各向异性的计算.     

岩石流变试验与本构模型研究进展

岩石的流变性是岩石的重要力学特性之一,岩石流变力学研究对于岩石力学的实际问题,尤其是对于深埋于地下的井巷、硐室围岩的稳定问题非常重要。阐述了岩石和岩体流变试验和本构模型研究的进展概况,同时提出若干需要进一步研究的问题。     

复合木-混凝土胶结力学性能的影响因素

为遴选复合木-混凝土胶结的力学性能影响因素,应用方差分析和正交试验,探索复合木材、混凝土、胶体、复合木材与胶体的交互作用、混凝土与胶体的交互作用对复合木-混凝土胶结的抗剪强度和抗拉强度的影响。结果表明:胶体、复合木材与胶体的交互作用,对复合木-混凝土胶结的抗剪强度影响显著,采用双组份环氧胶、单板层积材、正常配合比的强度等级为C25的混凝土组合所得的抗剪强度最优;复合木材、复合木材与胶体的交互作用,对复合木-混凝土胶结抗拉强度的影响显著,采用高强度结构胶、实木板、添加20%减水剂的强度等级为C20的混凝土组合所得的抗拉强度最优。     

Hydration aging of nuclear waste glass

The aging of simulated nuclear waste glass by contact with a controlled-temperature, humid atmosphere results in the formation of a double hydration layer penetrating into the glass and in the formation of minerals on the glass surface. The hydration process described here provides insight into the aging kinetics of naturally occurring glasses and also suggests that simulated aging reactions are necessary for demonstrating that nuclear waste forms can meet projected Nuclear Regulatory Commission requirements.     

密闭容器中玉米秆粉粒体的本构方程

该文用试验的方法研究了在密闭容器中玉米秆粉粒体的本构方程 ,并应用增量理论和全量理论对本构方程进行了理论探讨 .结果表明 ,理论计算值与实验结果比较一致 ,而且该本构方程适合于描述植物粉粒体力学性能     

混凝土面板堆石坝面板应力变形仿真计算

【目的】基于混凝土面板与垫层之间接触面的数值计算模型,考虑温度荷载作用,研究面板堆石坝面板的应力变形特性。【方法】以接触摩擦单元理论为基础,采用接触单元模拟混凝土面板与垫层之间的接触面,进行了公伯峡混凝土面板堆石坝面板应力变形仿真计算,并将计算结果与观测数据进行对比分析。【结果】面板挠度呈现出中部大、两端小的分布规律,最大值为0.24 m,位于面板的中心位置,与观测结果基本一致;面板的顺坡向应力分布呈现出中部受压、两端受拉的变化趋势,顺坡向压应力最大值为7.9 MPa,出现在约1/2坝高处,拉应力最大值为1.3 MPa,出现在面板的底部与顶部;面板底面点与表面点的应力分布是一致的,在同一高程处,面板底面点的应力较表面点大;考虑温度荷载作用时,混凝土面板的顺坡向应力分布规律与不考虑温度荷载时基本一致,但拉应力值明显增大,并且与实际观测结果更为接近。【结论】基于接触摩擦计算模型,考虑温度荷载作用,可以获得更为准确的混凝土面板应力变形数值计算结果。     

硅烷偶联剂改性废胶粉及其在胎面胶中的应用研究

采用偶联剂Si-69改性不同目数的废胶粉,探讨改性废胶粉对天然橡胶/顺丁橡胶并用胎面胶性能的影响。结果表明,偶联剂Si-69对废胶粉的改性效果明显,其对40目和80目废胶粉的适宜用量分别为2质量份和4质量份;改性40目和80目废胶粉的用量均为10份时,胎面胶具有相对较好的综合力学性能;改性废胶粉的适量掺入能一定程度提高胎面胶的磨耗性能。     

芋头压缩和剪切特性试验研究

【目的】降低芋头在收获和运输过程中的损坏.【方法】以山东小芋头‘8520’品种为试验材料,用快速卤素水分测定仪测芋头的含水率,利用TMS-PRO质构仪对芋头样品进行压缩,分析计算得出芋头的弹性模量参数,利用微机控制电子万能试验机,对整块芋头在4种不同加载速率下,进行不同加载方向的压缩和剪切试验,测得加载力-位移曲线,运用SPSS软件分析力学特性变化规律.【结果】湿基含水率为77.73%的芋头,弹性模量为3.78 MPa,整块芋头在压缩状态下,加载方向和加载速率对芋头破裂力有极显著影响,芋头损伤的最小破裂力为433.7 N;整块芋头在剪切状态下,加载方向和加载速率对剪断力无显著性影响,芋头损伤的最小切断力为328.4 N.【结论】试验分析结果可为芋头的机械化收获、运输等提供理论依据.     

钢纤维活性粉末混凝土的养护方法研究

活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,简称RPC)是一种具有超高性能和超高强度的水泥基复合材料。通过研究热养护温度(70、80、90℃)、热养护时间(48、729、6 h)及标准养护等养护方法对活性粉末混凝土立方体试块抗压和劈裂抗拉强度的影响,依据强度指标及考虑养护简便、经济,确定适合工程实践的养护方法。     

脱绒包衣棉花种子的力学特性

脱绒包衣棉花种子的力学特性是建立种子模型和精量排种器结构设计与优化的基础。以鄂抗棉10号棉种为试验对象,利用TMS-PRO质构仪与单片机测量系统对完整棉种进行挤压试验,且采用图像处理技术基于最小二乘法边缘轮廓曲线椭圆拟合获取棉种曲率半径,分析计算得出棉种泊松比与弹性模量力学参数,同时对棉种开展不同方位下的剪切试验。结果表明,棉种径向受压时,泊松比为0.142,弹性模量为9.154 MPa,平均挤压破坏力为48.510N;剪切方位对剪切破坏力和破坏能均无显著性影响,但对剪切位移有显著性影响,剪切破坏力为36.6~37.68 N。     

活性粉末混凝土配合比优化试验研究

活性粉末混凝土(Reactive Powder concrete,简称RPC)是一种具有超高性能和超高强度的水泥基复合材料。通过活性粉末混凝土(RPC)的配制试验,采用单因素优化方法,系统地研究水胶比、高效减水剂和硅灰的掺量对RPC抗折、抗压强度的影响规律。在考虑强度指标、造价及施工方便的基础上,提出了活性粉末混凝土最优配合比:水胶比(W/B)为0.21,硅灰水泥比(SF/C)为0.21,减水剂(SU/B)为3%。     

高温热处理杉木力学性能与尺寸稳定性研究

以杉木为试材,采用9组热处理工艺对杉木进行了高温热处理试验。通过对热处理前后杉木力学性能和尺寸稳定性的比较,探讨了热处理温度和处理时间对其性能的影响。结果表明:随热处理温度的升高和时间的延长,试材的抗弯强度(MOR)和抗弯弹性模量(MOE)均呈下降趋势,但热处理温度影响更为显著;热处理对MOR的影响比MOE的要大;顺纹抗压强度随时间的变化规律并不明显,但随温度的升高逐渐降低。杉木热处理后,试材由绝干到气干和绝干到吸水尺寸稳定时2个阶段的径向线湿胀率、弦向线湿胀率、体积湿胀率均低于未处理材的,弦向线湿胀率大于径向线湿胀率;就整体而言,3个指标均随处理温度的升高和时间的延长而减小。抗胀率均为负值,其绝对值随处理温度的升高和时间的延长而增大,尺寸稳定性增强幅度逐渐增大,且受温度的影响较为显著,在210℃下降得最明显。