水泥基复合材料中纤维拉拔的变位约束细观力学模型

从细观尺度研究受拉水泥基复合材料中倾斜纤维的桥联行为,以分析承受轴向拉伸的随机各向分布纤维增强混凝土的力学性能。将单根随机纤维的理论解在三维空间进行积分运算有效描述受拉纤维混凝土的受力过程。给出了拉拔力、拉拔总功与裂纹张开位移和纤维倾斜角的函数关系。结果表明,增加纤维的倾斜角度会降低纤维的裂纹桥联力,拉拔力和拉拔总功的理论计算结果与试验结果有较好的一致性。      

钢梁-方钢管钢骨聚丙烯纤维增强水泥基复合材料柱节点的静力有限元分析

采用有限元分析软件ANSYS,对钢梁-方钢管内置C60混凝土和聚丙烯纤维增强水泥基复合材料(PP ECC)梁柱节点进行了三维非线性有限元分析。分析结果表明:由于PP ECC的作用,钢梁-方钢管钢骨PP ECC梁柱节点的极限承载力远大于钢梁-方钢管钢骨混凝土梁柱节点的极限承载力,充分体现出PP ECC具有良好的刚度及承载力。PP ECC比混凝土能更好地与钢管、钢骨进行协同工作,更能充分发挥钢管、钢骨的受力性能。     

焊缝与螺栓混合连接梁柱钢节点的残余应力有限元分析

考虑温度变化对钢材物理性能和力学性能的影响,以热-弹塑性理论为基础,建立梁柱节点顶底角钢焊缝、螺栓混合连接的三维仿真模型.利用有限元分析软件ANSYS模拟钢结构梁柱节点在焊接和冷却阶段的温度场,并求解得到残余应力的分布.结果表明,焊缝区域主要以拉应力为主,残余应力在焊缝和螺栓等不同部位的分布不同.最大残余应力出现在顶角钢与梁翼缘的焊缝处,最小残余应力出现在柱与角钢连接处,分别是设计强度值的220.8%和11.45%,与《钢结构设计规范》中的规定基本相符.     

钢纤维混凝土的配合比优化设计

水泥基复合材料均为抗拉性能低的脆性物质.加入随机分布的纤维会显著提高其断裂强度.素混凝土在加入纤维后会破坏原有的颗粒状骨架并降低配合物的和易性，使纤维混凝土的施工产生困难.针对配合初始和硬化后两种状态，提出钢纤维混凝土全新的配合优化设计过程给出了考虑纤维、外加物、水及水泥用量后和易性与时间的关系.研究了根据该优化方法所制得的试件在受压和受弯下的力学性能，并证明它比Swamy法更为优越.     

ECC多重饱和裂纹破坏细观统计力学计算模型研究

根据ECC复合材料微观结构中缺陷的随机分布性质,给出细观统计力学分析计算模型。该模型可用来求解工程水泥基复合材料(ECC)硬化后的应力-应变曲线并真实地反映多重裂纹稳态断裂破坏过程中裂纹形成的顺序和荷载波动的特点。计算结果较好地证实了含有人造Norlite缺陷的ECC复合材料的延性特征。     

ECC材料工作度的液化机理设计与自修复功能的研究

纤维增强水泥基复合材料的设计要考虑硬化状态下的力学性能,如拉压强度及变形能力等。但微观结构不够密实及纤维分布不均匀使得复合材料的力学性能通常达不到要求,需解决与生产工艺及工作度相关的难题。本文利用液化机理研究具有应变强化和多重裂纹破坏特征的ECC材料的配合比设计,使得在施工现场大批量生产出的复合材料工作度和力学性能均能够达到实验室内小规模生产的标准;通过不同颗粒级配的控制、混合次序、时间间隔的调整以及不同类型水泥基体和添加剂的使用,给出具有自硬化功能ECC材料的生产方法;最后研究了拉伸试件多重裂纹破坏后的自修复现象,初步确定自修复材料的化学成分。     

FRP筋增强PPECC梁滞回性能试验研究

地震来临时释放大量的能量,结构也受到往复载荷并发生严重破坏。事实上,结构倒塌现象不应该发生,从而使其在地震后的修复经济上可行。本文进行了5根FRP筋增强PPECC梁及1根FRP筋混凝土梁的滞回性能试验研究。养护龄期、配筋率及纤维掺量是试验中主要的控制参数。试验结果表明,由于PP纤维的作用,试件在达到极限承载力时会出现多重饱和裂纹破坏形态但不会被压碎,部分试件中出现FRP筋滑移现象。PPECC梁有与普通混凝土梁明显不同的破坏形态。随着配筋率和龄期的增加,极限承载力提高而延性下降。试验结果证实,PPECC明显地提高了构件或结构的抗震能力。     

检查井预制混凝土盖板有限元分析

利用ANSYS有限元软件,通过对检查井结构进行整体建模和计算,对已确定尺寸和配筋的预制混凝土盖板进行了重点分析。分析结果表明,预制混凝土盖板内钢筋应力小于屈服应力,且混凝土的抗拉、抗压强度均满足要求。     

本溪市体育馆钢屋盖有限元分析

应用ANSYS大型有限元程序对本溪市体育馆钢屋盖进行有限元分析,得出该体育馆在静力荷载下的位移和内力,并进行了模态分析,采用子空间迭代法得出了体育馆的前20阶结构固有频率和前6阶振型.分析了该结构的动力特性,避免其在使用中因共振或疲劳破坏等因素造成不必要的损失,为进一步研究此类结构的受力特性提供了参考.通过对本溪市体育馆空间桁架的计算结果分析发现.空间大跨结构采用空间桁架也完全可以取得满意的效果.空间桁架的合理布置,可以使得各种杆件受力合理,充分发挥材料的性能.     

双材料中多个热膨胀夹杂引起的弹性场

目的确定在双材料中由具有均匀本征应变的任意多个夹杂引起的热弹性场．方法利用Papkovitch-Neuber调和势函数得到无限大体中热膨胀夹杂产生的弹性场，通过应变核等基本解和镜像法得到双材料中多夹杂引起的热弹性场．结果阐述两相材料界面的效应、夹杂与界面的距离、弹性模量以及夹杂形状尺寸等参数对弹性场的影响．结论给出的应力公式和分布曲线，可扩展以建立双材料中热应力问题的断裂破坏准则，能有效地用来确定在双材料中由具有均匀本征应变的任意多个夹杂引起的热弹性场．