历经单调荷载历史混凝土动态受压损伤特性的研究

研究了历经不同单调荷载历史后混凝土试件在不同应变速率（10-5/s、10-4/s、10-3/s）下的动态单轴受压试验,对比分析了混凝土应力-应变全曲线,并采用改进后的Weibull统计模型分析了单轴受压损伤特性。试验结果表明：在相同荷载历史下,随着应变速率的提高,混凝土峰值应力及弹性模量明显增加,峰值应变变化不明显;在相同的应变速率下混凝土峰值应力、峰值应变和弹性模量随荷载历史幅值的增加而降低,历经85%的单调荷载历史幅值后,混凝土残余强度降低显著;当单调荷载历史低于某一槛值时,荷载历史对混凝土强度影响较小,但是加载历史高于某一槛值时,混凝土损伤变量随应变速率的提高而增加,混凝土极限抗压强度明显降低。     

历史荷载作用对混凝土受压动态力学性能的影响

对历经单调加载历史和循环加载历史后的混凝土,进行了应变速率为10-5、10-4、10-3/s下的单轴压缩试验。试验结果表明：（1）历经单调加载历史的混凝土,随着应变速率的提高,峰值应力、峰值应变、弹性模量均增加;（2）历经循环加载历史的混凝土,随着应变速率的提高,峰值应力和峰值应变均增加,而弹性模量则减小;（3）在应变速率为10-5/s时,历经单调加载历史比历经循环加载历史的混凝土的峰值应力和峰值应变大,但弹性模量相差很小;在应变速率为10-3/s时,历经单调加载历史比历经循环加载历史的混凝土的弹性模量大,但峰值应力和峰值应变相差很小。     

循环加载混凝土损伤特性试验研究

为了研究混凝土在循环加载情况下的损伤特性,采用真三轴材料试验机,对 的标准圆柱体混凝土试件在应变速率为10-5/s、10-4/s和10-3/s下进行单轴动态受压试验,研究了在循环加载下混凝土的峰值应力、峰值应变及弹性模量,并选取基于Weibull统计分布改进后的损伤本构模型进行损伤拟合验证。结果表明,在相同循环加载历史的情况下,随着应变速率的提高,其损伤变量值明显降低,其损伤应变槛值逐渐增大。该改进后模型可以有效描述单轴循环加载状态下混凝土的损伤过程。     

自然湿度及围压作用下的混凝土率效应试验研究

利用大型多功能静动力三轴仪系统地进行了混凝土常规三轴静动态抗压性能试验,分析了混凝土在不同水压(0、2、5、10 MPa、)中受不同加载速率(10~(-5)、10~(-4)、10~(-3)、10~(-2)/s)作用下的力学与变形特性。试验结果表明,混凝土的强度随应变速率的增大而增大,随围压增大而增大;峰值应变总体随应变速率增大而增大,随围压增大变化不明显;弹性模量随加载速率的增加总体呈增大的趋势,与加载环境的相关性较小;混凝土的破坏形态与应变速率及加载环境的相关性均较小。     

定侧压下混凝土双轴动态受压试验研究

利用大型电液伺服多功能动静力三轴仪对边长为300mm的立方体混凝土试件进行了4种侧应力（单轴准静态抗压强度fc的0、6%、12%、18%）和3种应变速率（10-5/s、10-4/s、10-3/s）下的双轴压试验,探讨了不同侧应力和不同加载速率下混凝土的强度特性和变形特性。研究结果表明：侧应力的变化对混凝土的抗压强度和变形影响很大,各侧应力下的最大影响幅值分别达56.53%和99.60%;相对而言,应变速率对混凝土的抗压强度和变形影响效果要弱,各应变速率下的最大影响幅值分别达6.28%和30.17%;随侧应力和应变速率的提高,混凝土的刚度逐渐增强。     

自然状态和水饱和状态混凝土动态损伤的对比分析

为了研究自然状态和水饱和状态混凝土的强度及动态损伤特性,进行了不同应变速率下（10-5/s、10-4/s、10-3/s、10-2/s）单轴受压试验,并构建损伤模型对比分析了自然状态和饱和水状态混凝土的动态损伤。结果表明：在高应变速率下,水饱和状态混凝土损伤值明显增大,强度增加幅度较自然混凝土状态的高;低应变速率范围内,自然状态混凝土强度增加幅度较水饱和状态混凝土的低,应变速率为10-5/s时自然状态混凝土损伤值最大。     

循环荷载下混凝土耗散能及塑性应变演化动态试验研究

对尺寸为300 mm×300 mm×300 mm立方体混凝土试件进行了4种应变速率下的单轴循环加卸载试验,分析了加卸载过程中混凝土耗散能及塑性应变随加卸载次数之间的关系。结果表明:低应变速率下耗散能随循环次数的增加先增大后减小,高应变速率下耗散能则逐渐增大;耗散能与试件破坏程度密切相关,耗散能越大试件破坏所呈现出的结构面越多,破坏程度越大;在整个循环加卸载过程中混凝土的塑性应变增量较为稳定,与耗散能不呈现明显的正相关性;加卸载循环过程中混凝土塑性应变几乎均匀增加,且与加载速率无关。     

热循环作用下大理岩力学特性试验研究

采用TAW-3000型三轴伺服多场耦合试验系统,对细粒大理岩试样进行不同围压下经历不同热循环次数的三轴压缩试验,分析对比不同条件下大理岩的峰值强度、峰值应变、弹性模量的变化规律。由室温以10℃/min的速率加热至400℃后恒温4 h,再缓慢恢复至室温,这称为一次热循环。热循环次数设为0次、1次、2次、4次、8次5级,围压设为0、5、10、15、20、25、30 MPa 7级。研究结果表明,经历了热循环作用岩样的物理力学性质发生明显劣化,峰值应力、弹性模量均有不同程度的降低,并且热循环次数越高,降低幅度越大;峰值应变随着热循环次数增大而增大,但增大速率逐渐降低。     

残膜回收机弹齿参数优化

针对残地膜回收机弹齿应力效应问题,对弹齿长度L、截面直径D、入土角θ、回转角速度ω等4个参数进行虚拟正交试验,建立相应的数学模型,考察各参数对弹齿应力的影响。正交试验结果显示:弹齿所受应力随着L、ω的增大而增大,随着D、θ的增大而减小;弹齿应力最小参数为L=180mm、D=10mm、θ=70°、ω=0.79(即π/4)rad/s,最大为L=280mm、D=3mm、θ=15°、ω=2.09(即2π/3)rad/s。弹齿截面直径对临界入土角影响较大,随截面直径的增大,临界入土角明显减小,即增大弹齿截面直径有利于弹齿的顺利入土。     

菜籽与脱皮菜籽冷榨的应力应变关系研究

研究了不同加载速率对应力和应变关系的影响；采用川北方程建立菜籽及其脱皮的侧限双面排油压榨的应力和应变关系，运用改进模拟退火算法反求应力和应变关系参数。试验表明：在相同压榨应力下，加载速率对其应力、应变关系的影响均较大．应变随加载速率的减小而增加；脱皮菜籽的应变大于未脱皮菜籽的应变；川北方程能较好模拟菜籽及其脱皮菜籽的侧限排油压榨的应力和应变关系。     

番茄钵苗茎秆力学特性试验研究

研究番茄钵苗茎秆力学特性及其变化规律可为番茄钵苗移栽机夹茎式自动取苗机构的设计提供重要依据。为此,利用DF-9000型动静态电子万能材料试验机对适栽期番茄钵苗茎秆进行拉伸、弯曲试验,利用TA.XT plus型质构仪对适栽期番茄钵苗茎秆进行了压缩性能试验,获得其在试验条件下的应力-应变曲线,并进行分析。试验结果表明:相同加载速度下,平均抗拉断力大小随夹持茎秆位置的升高而减小;相同取样部位条件下,随着加载速度的增大,所用的弯曲载荷力增大;相同加载速度下,番茄钵苗茎秆最大压缩力随取样高度的增加而减小,茎秆根部最大压缩力值最大;相同取样部位在一定压缩位移条件下,随着加载速度的增大,压缩载荷随之增大。研究结果可为番茄钵苗夹茎式自动取苗机构设计提供重要的理论依据。     

牧草压缩过程应力松弛试验研究及压缩活塞的力学分析

应力松弛是牧草压缩过程中显著的流变学特性。研究压缩室不同截面下的应力松弛特性,可为牧草压捆机的压缩频率的确定提供理论依据。为此,以高密度压捆机为试验装置,以羊草为试验材料,分别以360mm×4 4 0 mm、3 6 0 mm×4 5 0 mm、3 6 0 mm×4 6 0 mm这3种压缩室截面进行试验,获得了压缩室不同截面下应力松弛特性。试验表明:在不同截面下开始应力松弛的前3s应力松弛明显,在3s之后应力随时间的推移而松弛放慢,超过10s应力松弛速率趋于水平,从尽可能使草片有较充分应力松弛和保证较高的生产率的综合角度出发,在实际牧草压缩生产中将压缩频率选在3~10s之间较合理。在试验的基础上,对压捆机压缩活塞进行力学分析,寻找出了压缩活塞工作过程中最容易变形的部位,为压捆机压缩活塞的设计及结构强度校核等提供了依据。     

冻融干湿循环条件下粒径及盐分对土壤粗颗粒风化速率的影响

【目的】探究冻融干湿循环条件下,土壤粒径及盐分对土壤粗颗粒风化速率的影响。【方法】以土壤粗颗粒（灰绿板岩）为研究对象,设置粒径（10、20、30mm）、盐分浓度（3、6、10g/L及蒸馏水作对照）两因素,开展冻融干湿循环随机试验,分析不同循环次数下土壤粗颗粒风化速率的变化规律。【结果】(1)在水盐溶液处理下土壤粗颗粒风化速率均比单纯水处理大,10g/L盐分处理下的土壤粗颗粒风化速率大于其他处理。在20～60次冻融干湿循环之间,10 mm土壤粗颗粒的风化速率随盐分浓度的增加而增大。(2)土壤粗颗粒风化速率随粒径的增大呈减小趋势,且10 mm的土壤粗颗粒风化速率大约是30 mm的2倍。(3)土壤粗颗粒风化速率随冻融干湿循环次数的增大而增大,A1B4(10 mm 10 g/L)组合下的土壤粗颗粒风化速率最大。【结论】在冻融干湿循环影响下,小粒径的土壤粗颗粒风化速率大于大粒径,且水盐作用对土壤粗颗粒风化速率的影响大于单纯水作用。     

横坡垄作下土壤湿润速率对褐土坡面侵蚀特征的影响

不同土壤湿润速率和侵蚀类型下团聚体破碎存在较大差异,进而诱发坡面侵蚀特征变化。横坡垄作特有的侵蚀过程可能改变土壤湿润速率对坡面侵蚀特征的影响效应。以褐土横垄为研究对象,基于室内模拟降雨试验,研究5个土壤湿润速率下(10、20、30、60、90 mm/h)不同侵蚀阶段的产流产沙和团聚体迁移规律。结果表明,细沟间阶段径流量随土壤湿润速率的增大而增加,而细沟阶段不同土壤湿润速率间的径流量无显著差异。2个阶段内,侵蚀量均随土壤湿润速率的增大而增加,与土壤湿润速率10 mm/h相比,20、30、60、90 mm/h速率下的侵蚀量分别显著增加25.16%~115.51%、95.02%~144.34%、151.03%~164.49%、249.42%~398.91%。细沟间阶段,土壤湿润速率的变化仅改变了产沙过程,而细沟阶段产流产沙过程均随土壤湿润速率发生了改变。主要迁移粒级-微团聚体流失所增加的细沟间和细沟侵蚀阶段分别主要来自2~5 mm和0.25~0.5 mm团聚体的破碎,而相应控制这2个粒级破碎的关键土壤湿润速率分别为20 mm/h和10 mm/h。不同阶段下迁移团聚体平均重量直径由大到小依次为细沟阶段、湿润处理后、细沟间阶段。     

AISI-1035钢高温变形下的本构建模研究

基于Gleeble-3500热模拟实验,分析了AISI-1035钢分别在不同热压缩温度(1073,1173,1273 K)、不同热压缩速率(0.3,3.0 s-1)下的变形流动规律及微观组织演变规律,并建立了AISI-1035钢在1073~1273 K下的双多元非线性回归本构模型。实验结果表明:AISI-1035钢的应力幅值随着变形温度的升高以及应变速率的降低而减小;不同变形条件下的应力应变曲线在经过峰值应力后均出现了软化现象,并且高应变速率下动态再结晶的发生使得应力软化比较显著;高应变速率下诱发的局部温升导致应力幅值上升缓慢,从而使得峰值应变水平提升。微观组织分析结果表明:较高的应变速率诱发的局部温升以及动态再结晶促使AISI-1035钢的晶粒尺寸差异较大,热压缩变形温度越高,晶粒粗大现象越明显。所建立的模型预测趋势与实验数据比较吻合,能够较好地反映AISI-1035钢在1073~1273 K下的流动特性。     

塑性混凝土三轴受压本构关系试验研究

试验研究了掺黏土和膨润土龄期(540 d)的塑性混凝土三轴受压本构关系。根据定侧压三轴试验拟合不同围压下的塑性混凝土应力-应变曲线,对比发现(σ1=0.4 MPa,σ2=0.6 MPa)、(σ1=0.4 MPa,σ2=0.8 MPa)中高侧向围压下的应力-应变曲线基本一致,中高侧向围压下的应力-应变曲线上升段斜率及峰值压力比(σ1=0.2 MPa,σ2=0.4 MPa)低侧向围压的应力-应变曲线上升段斜率和峰值压力大,此外还提出了塑性混凝土定侧压情况下的峰值割线模量计算公式及三轴受压本构关系模型,为塑性混凝土三轴受压条件下数值仿真分析提供了依据,进一步推动塑性混凝土的工程应用。     

风干板栗太阳能-热泵联合干燥特性与数学模型研究

为研究风干板栗太阳能-热泵联合干燥特性,以新鲜板栗为原料,探讨干燥温度、干燥风速、装载量对风干板栗干燥速率和干基含水率的影响,在不同干燥温度、干燥风速、装载量条件下分别对新鲜板栗进行干燥,并比较了6种数学模型在风干板栗太阳能-热泵联合干燥的适用性,同时以Fick第二扩散定律为依据,确定风干板栗不同干燥条件下的有效水分扩散系数。结果表明：风干板栗干燥过程由调整阶段和降速干燥阶段控制,主要表现为降速干燥;干燥温度越高、干燥风速越高以及装载量越小,干燥至目标含水率所用时间越短,干燥速率越大;干燥过程中,有效水分扩散系数随干燥温度及干燥风速的升高、装载量的降低呈现增大的趋势,干燥温度从15℃升高到35℃,其有效水分扩散系数由3.00124×10-10m2/s增大到8.42115×10-10m2/s,干燥风速由1.0m/s升高到5.0m/s,其有效水分扩散系数由4.54717×10-10m2/s增大到9.13767×10-10m2/s;装载量从0.6kg升高至5.4kg,其有效水分扩散系数由1.14753×10-9m2/s降至3.20443×10-10m2/s;通过比较决定系数（R2）、残差平方和及卡方（χ2）得出,Page模型为描述风干板栗太阳能-热泵联合干燥的最优模型,验证发现试验值与模型预测值拟合度较高,Pearson相关系数为0.998,二者显著相关（P＜0.05）,说明Page模型能够较好地反映风干板栗干燥过程中水分变化规律。     

喷嘴喷施不同生物农药雾滴特性研究

为了研究不同类型和大小的液压喷嘴、不同生物农药喷雾样本对雾滴特性的影响,采用激光粒度分析仪、喷幅宽度测定装置等对美国Teejet公司的平面扇形喷嘴XR8004、XR11004和中空锥形喷嘴TXA8002、TXVK8004等4种常规喷嘴和7种不同喷雾样本(普通自来水和6种美国Bioworks公司的生物农药),分别对相同和不同喷雾压力、相同喷雾高度和相同喷雾环境下的雾滴粒径大小分布,以及相同喷雾压力和相同喷雾高度下喷幅宽度等特性进行了对比试验研究,并对结果进行分析。结果表明:在分别与水以一定比例混合后,原液状生物农药的雾滴粒径与水的雾滴粒径大小差异不显著,但比原粉末状生物农药雾滴粒径尺寸大;生物农药在同一喷嘴喷雾下,雾滴粒径随喷雾压力增大而减小;在相同喷雾压力情况下,雾滴粒径大小分布均匀度随喷嘴喷量速率的增大而减小,喷量速率越大,其粒径尺寸越分散、越不集中;喷嘴喷幅宽度的大小随喷雾角度增大而增大,不同类型生物农药的喷雾样本对喷幅宽度影响不大。因此,根据以上喷嘴和生物农药的喷雾特性,对于不同的农作物选择适当的喷嘴型号、喷量流速和喷雾压力来喷施农药,可以提高农药的喷雾效率和有效性。     

基于流固耦合的船式拖拉机船壳的结构强度分析

为计算船式拖拉机的船壳在实际工况下的应力及应变,运用流固耦合理论和有限元方法对船壳进行结构强度分析。分别计算船壳在不同载荷下的最大等效应力及变形量,进一步研究船式拖拉机工作速度对船壳最大等效应力和总变形量的影响,并对船壳进行强度校核和刚度评价。结果表明:船壳最大等效应力和变形量受水田支反力影响较大,受流体压力影响较小;船壳的最大等效应力及变形量随着速度的增加而增大,船壳的最大等效应力增大的速率较大。强度校核结果表明:当速度超过7m/s时,船壳在工作时有可能发生破坏;船壳刚度评价都符合标准要求。     

中主应力对黄土变形强度特性影响的试验研究

对陕西杨凌黄土进行了不同中主应力比b下的真三轴试验,研究了中主应力比b对重塑黄土的变形和强度的影响规律。试验结果表明：在一定的含水率和固结压力下,偏差应力和初始切线模量均随中主应力比b的增大而增大;在中主应力比b确定的情况下,偏差应力和强度最大值随着含水率的增大而减小。小主应变ε3在任意条件下始终表现为膨胀;中主应变ε2在固结压力为50kPa表现为膨胀,在100kPa和150kPa时,小主应变ε3随着b的增大由膨胀变为压缩,固结压力越高,决定中主应变压缩的最小b值越小。