混凝土高温力学性能及数学模型研究评述

分析了高温作用下混凝土内部发生的物理化学变化及其对混凝土力学性能产生的影响.通过对国内外部分混凝土高温力学性能试验成果总结分析,得到了混凝土高温作用后抗压强度、抗拉强度及弹性模量等力学性能的劣化规律.在对混凝土高温数学模型进行总结归纳的基础上,深入探讨了不同模型的特点以及存在的不足,为进一步研究混凝土结构的高温力学性能...     

钢管珊瑚混凝土短柱轴压性能试验研究

以南海岛礁的礁砂作为骨料,参照南海海水离子含量人工配制海水,制作7组圆钢管珊瑚混凝土短柱试件进行轴压试验,通过分析试件在轴压荷载下的效应变化和破坏形态,分别得到不同钢管套箍系数与试件长径比对短柱试件力学性能的影响规律,以及钢管套箍作用对核心珊瑚混凝土约束强度的影响。基于试验结果,进一步分析了钢管套箍系数对核心珊瑚混凝土强度的影响情况,回归得到钢管珊瑚混凝土极限承载力计算公式,为圆钢管珊瑚混凝土的设计应用提供试验参考。     

BFRP筋无粘结预应力混凝土梁受弯性能试验研究

进行了BFRP筋无粘结部分预应力混凝土梁与全预应力梁、非预应力梁受弯性能对比试验,并对非预应力钢筋配筋率对BFRP筋无粘结预应力混凝土梁受弯性能的影响进行试验研究,再测试各试件的开裂荷载、钢筋屈服点荷载、极限荷载、BFRP筋和普通钢筋应变发展情况、梁顶部及底部混凝土应变发展情况、平截面假定、荷载-变形曲线和裂缝发展情况.在试验研究的基础上,对比分析了各试验参数对受弯性能的影响.     

钢筋混凝土构件中钢筋温度数值计算方法讨论

采用有限元法计算构件截面温度时认为构件材料全部是混凝土,忽略了占截面积比率很小的钢筋,然后以钢筋所在位置的混凝土温度代替为钢筋的温度。人们对这种算法存在的误差大小并不清楚。对400mm×400mm矩形截面钢筋混凝土柱在四面受火条件下的温度场进行了计算,对比了考虑截面上存在钢筋时构件的温度场与不考虑钢筋而认为材料全部是混凝土时构件的温度场。研究发现,当考虑截面上存在钢筋时所得钢筋温度与采用简化方法所得替代温度差别不大,对构件承载力影响很小,说明这种简化的温度场计算方法安全可靠。     

高温射流温度对导流槽混凝土冲刷剥蚀的影响

针对液体火箭发射过程中尾部高温射流对发射场导流槽混凝土产生机械冲刷剥蚀,以混凝土随机骨料模型为研究对象,选用燃气射流正向冲刷的方式进行传热仿真,通过采用计算流体力学技术与有限元分析方法对其进行热力耦合计算,分析传热过程中混凝土温度、应力分布与表面剥蚀形貌,进而揭示出射流温度变化对混凝土剥蚀行为的影响规律.结果表明:混凝...     

回弹法评定火灾后混凝土强度的试验研究

火灾高温作用后，混凝土的强度将发生变化。通过试验，对影响混凝土强度的因素进行了分析，并建立了利用回弹法评定火灾后混凝土抗压强度的专用测强曲线及计算公式，为编制火灾后混凝土结构检测评估技术规程提供试验依据和数据。     

海水集料混凝土单轴受压力学特性试验研究

进行不同SAP体积分数和不同龄期下海水集料混凝土的单轴受压应力-应变全曲线试验,分析龄期和SAP体积分数对海水集料混凝土抗压强度、峰值应变、残余强度和弹性模量的影响。结果表明:SAP体积分数在30%以内时,不同龄期海水集料混凝土的破坏形式均为劈裂破坏;海水集料混凝土内部完全干燥时,其极限应变和残余强度均大于普通混凝土;海水集料混凝土的极限应变可视为弹性极限应变,可将其应力-应变全曲线分为上升段、下降段和平台段分别进行拟合。     

全CFRP筋混凝土柱低周反复荷载试验研究

考虑轴压比、剪跨比和配箍形式的影响,对6根全CFRP筋混凝土柱进行低周反复荷载试验,通过分析滞回曲线、骨架曲线、位移延性系数和耗能能力等特征,研究CFRP筋混凝土柱的抗震性能。试验结果表明:CFRP筋混凝土柱具有较强承载能力和变形能力;轴压比和剪跨比是影响试件抗震性能的主要因素,轴压比越小,试件的变形和耗能能力越强,刚度退化越平缓,剪跨比越大,试件的变形能力越强;通用屈服弯矩法计算得到的延性系数能够较好反映CFRP筋混凝土柱的延性,轴压比越小、剪跨比越大,试件的延性越好;新型螺旋式矩形箍筋在试件延性及耗能方面表现良好,可以应用于工程实际。     

相变温控混凝土相变储热性能试验研究

混凝土中加入相变材料之后对水化反应产生的热量有一定的吸收,从而对混凝土内部温度有一定的控制作用,这将减少混凝土温度裂缝产生的几率.通过筛选带一定结晶水的硬脂酸、月桂酸和正十二醇的3种有机相变材料,模拟实际大体积混凝土工程来研究不同相变材料的掺量、控温效果.运用计算机软件绘制时间一温度曲线,从中搜寻出最佳的相变材料掺量.     

建筑物内部电场强度分布特性数值模拟研究

为解决建筑物内部空间电场强度分布难以量化的问题,采用时域有限差分（FDTD）法,对以平面波为激励源,二阶Mur收边界条件的闭合规则建筑物、非规则加窗建筑物和含钢筋非规则加窗建筑物3种模型结构内部电场强度分布特性进行模拟,并通过FEKO软件对计算结果的有效性进行验证。结果表明：普通混凝土材质的建筑物对平面波电场几乎无屏蔽效能;吸波混凝土材质的建筑物对平面波电场的屏蔽效能也较为有限,且随激励源频率的增加,在建筑开窗区域附近的谐振性增强,屏蔽性减弱;通过对植入钢筋墙体建筑物采用细线FDTD法的场强分布计算,证明金属钢筋可提高建筑围护结构的屏蔽效能。     

钢管初应力对方钢管混凝土构件性能的影响研究

在14根方钢管混凝土构件试验的基础上,分析了初应力系数、荷载偏心率、混凝土强度、试件长细比等因素对承载力的影响,给出了钢管初应力对方钢管混凝土压弯构件承载力的影响系数,采用ANSYS有限元分析程序进行了非线性全过程分析.     

钢筋对弹体贯穿钢筋混凝土靶的剩余速度影响

针对现有半经验半理论模型未考虑钢筋混凝土厚靶中钢筋的作用,考虑了钢筋对开坑深度的影响,通过引入综合影响系数γ简化有限靶板的自由面反射以及钢筋等因素对侵彻阻力的影响并对后坑高度进行修正.验证了模型的准确性.运用数值模拟方法研究钢筋不同配筋方式与综合影响系数γ的关系,结果表明:改变钢筋直径对剩余速度的影响较小,而钢筋网格间...     

海水集料混凝土抗压强度及配合比试验研究

海水集料混凝土利用球形SAP形成内部球孔,是一种基于内部孔结构的新型混凝土。对水泥用量、球形SAP体积分数、水胶比和复合外加剂质量分数4个因素,各取4个水平进行正交试验,采用极差分析和方差分析归纳各因素对海水集料混凝土抗压强度的影响。结果表明:球形SAP体积分数对抗压强度的影响最大,其次是水泥用量和水胶比,复合外加剂质量分数的影响最小。在正交试验的基础上,将海水集料混凝土中球形SAP体积率视为孔隙率,得到一系列抗压强度的回归关系式,提出基于经验公式的海水集料混凝土配合比设计方法。     

应急机场沥青道面高温稳定性试验研究

利用MTS～810型材料伺服试验机对应急机场道面沥青混凝土进行了高温条件下车辙试验和蠕变试验。试验结果表明：随应力的增大，沥青混凝土的弹性应变增大，塑性应力增大，破坏时间提前，应变的发展速度越来越快；得出了应急机场道面沥青混凝土的粘、弹性参数与应力的关系及本构模型；求出了不同机型的不同胎压作用下应急机场面层沥青混凝土的动稳定度；根据应急机场跑道上的飞机重复作用次数及车辙试验结果，计算了不同胎压作用下应急机场沥青混凝土面层的变形厚度，在允许寿命内面层沥青混凝土的动稳定度满足要求。     

内燃机多级油的高温清净性模拟评定

由于多级油中粘度指数改进剂的影响，目前的高温清净性模拟评定方法对多级油的评价困难。研究了一种新型的高温清净性模拟评定方法，通过更真实地模拟发动机油的实际工作条件并有效控制试验条件苛刻度，可以对包括多级油在内的不同品级油进行评定。试验结果表明：在本方法中，内燃机多级油中加入的粘度指数改进剂对试验结果负偏差影响，该方法能够对内燃机多级油的高温清净性进行评定。     

固冲补燃室团聚硼颗粒燃烧试验

研究团聚硼颗粒在补燃室中的点火燃烧对提高固冲发动机性能具有重要意义。通过试验模拟固冲发动机工作过程的方法,开展了补燃室流场条件下的团聚硼颗粒点火燃烧试验。结合高速火焰图像处理技术和流场参数测量结果,对试验中团聚硼颗粒的点火燃烧状态、火焰结构以及颗粒尺寸变化等进行了分析,获得了补燃室燃气温度和氧气含量等因素对团聚硼颗粒点火燃烧过程的影响机制。对燃烧残渣进行了分析,发现燃烧前后颗粒尺寸变化不大,燃烧过程中高温气流可能进入了颗粒内部并与硼颗粒发生反应。     

大温差条件下碳纤维混凝土无约束变形试验

为了研究碳纤维、聚酯纤维对混凝土在自由条件下的约束作用,通过设计对碳纤维混凝土、聚酯纤维混凝土和素混凝土加热放热试验,比较掺入不同纤维体积分数的纤维混凝土在大温差条件下无约束自由变形的差异,并用温度线膨胀系数表达。对试验数据进行分析,得到体积分数为1%的碳纤维混凝土比素混凝土抗自由变形能力提高了38.8%,在本试验的各种体积分数中效果最好。结果表明碳纤维与混凝土,虽然热力学性能不同,但是二者结合之后碳纤维因其高弹性模量的特性,反而可以更好地抑制混凝土自由变形。试验效果也表明,随着施工工艺的完善,碳纤维体积分数可能会超过1%,碳纤维对混凝土性能的提升仍然有很大的帮助。     

基于脉冲激光加热的火炮身管温度场分析

身管是火炮延寿的重点研究对象.运用Ansys Workbench软件对火炮实弹试验和脉冲激光加热身管试验的受热规律进行了仿真,得到两种情况下身管温度变化规律,通过对比分析发现两者温度变化规律相符.由此设计了脉冲激光加热系统,用于研究身管受脉冲高温时的温度变化规律,并进行了试验.通过对比发现仿真规律与试验结果相符,验证了此系统的可行性,在火炮身管的寿命预测、故障诊断等工作中具有一定的实际应用价值.为身管在高温脉冲作用下的相关研究提供了一种新的研究方法.     

基于Perl语言的含能材料耐热性能模拟

含能材料中聚合物的玻璃化转变温度(Tg)的高低可以作为其耐热性能的一个重要指标,为了方便快捷地使用Materials Studio分子模拟软件预测出含能材料中聚合物的Tg,在使用Materials Studio软件时引入Perl语言,开发了能自动进行升温的模拟程序,并在Perl语言环境下结合XML语言,设计与实现了一种基于XML的图形界面化的预测聚合物Tg的程序。以聚合物(PE)为算例预测了其Tg,实验结果表明该方法能自动、方便地对给定的分子模型进行阶段升温(降温)MD模拟,同时获得模型在不同温度下的密度,通过对模拟得到的密度-温度作图,可求得模型的Tg。其模拟结果与实验值相比,吻合得较好,表明该方法可以快速而有效地对聚合物的性能进行自动预测。     

生物柴油对柴油机油高温清净性的影响

研究了生物柴油和矿物柴油对柴油机油高温清净性的影响。在柴油机油中分别加入不同比例的生物柴油和矿物柴油，通过热管氧化试验对高温清净性进行评定。结果表明，生物柴油自身较易氧化，加速了柴油机油的氧化变质，使柴油机油清净性变差；不同质量等级柴油机油高温清净性受生物柴油影响的程度不同，不同原料制备的生物柴油对柴油机油高温清净性影响也不同。