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利用3組共9根玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(GFRP)管件軸心受壓穩(wěn)定性試驗(yàn),觀察其破壞過程及破壞特征,分析研究管件變形、極限承載力及破壞形式,同時(shí)建立了管件的ANSYS有限元模型.結(jié)合試驗(yàn)及有限元分析結(jié)果,推導(dǎo)出GFRP圓管構(gòu)件實(shí)用的極限承載力計(jì)算公式,其計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好.為了揭示澆筑式瀝青混合料超熱老化機(jī)理,采用傅里葉紅外光譜法(FTIR)和熱失重法(TG)實(shí)時(shí)追蹤掃描了微觀尺度下澆筑式瀝青不同超熱溫度下分子基團(tuán)以及輕質(zhì)組分的變化規(guī)律,分析了超熱溫度下?lián)]發(fā)和氧化對改性瀝青老化的影響進(jìn)程.結(jié)果表明:在超熱溫度下,揮發(fā)對澆筑式瀝青混合料老化所起的作用明顯,并且一直貫穿整個(gè)超熱老化過程,而氧氣濃度決定了氧化在其整個(gè)老化過程中的作用時(shí)間,在高氧氣濃度下,氧化主要發(fā)生在老化前期,而老化后期輕質(zhì)組分的揮發(fā)起主導(dǎo)作用.研究瀝青作為一種新的增韌劑,對環(huán)氧樹脂的增韌效果,并測試分析不同含量的瀝青對環(huán)氧樹脂的韌性影響。結(jié)果表明,添加2%的瀝青時(shí),環(huán)氧樹脂沖擊韌性提高120%;環(huán)氧樹脂的拉伸強(qiáng)度和模量隨瀝青含量的增加變化不大。紅外分析結(jié)果表明,瀝青和環(huán)氧樹脂之間沒有發(fā)生化學(xué)作用。差示掃描熱分析結(jié)果顯示,瀝青含量超過2%之后,固化產(chǎn)物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度有一定程度降低。

通過研究CA砂漿(水泥乳化瀝青砂漿)的流變性能及乳化瀝青的儲存穩(wěn)定性,提出了CA砂漿抗離析的關(guān)鍵控制指標(biāo).結(jié)合經(jīng)典膠體理論和水泥水化理論,探討了電解質(zhì)對乳化瀝青穩(wěn)定性的影響,分析了水泥水化與乳化瀝青破乳的交互影響.研究表明:CA砂漿屬于典型的赫-巴(HB)流體,屈服應(yīng)力及黏度是控制其離析的重要指標(biāo);水泥通過水化向溶液釋放高價(jià)陽離子,進(jìn)而影響乳化瀝青的穩(wěn)定性;CA砂漿的泌水是水泥水化與乳化瀝青破乳相互作用的結(jié)果,離析是泌水的必要條件.孔加工成為復(fù)合材料制品合格率的重要因素之一,機(jī)械加工是目前復(fù)合材料孔加工的主要手段。本文將重點(diǎn)分析復(fù)合材料制品孔成型設(shè)計(jì)過程中需要考慮的因素:結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)質(zhì)量和原材料以及加工工藝的選擇,并對影響復(fù)合材料制孔質(zhì)量的因素進(jìn)行探討,主要有工裝、刀具、人為因素及維護(hù)。利用真空導(dǎo)入工藝生產(chǎn)的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料往往存在諸多起鼓現(xiàn)象。本文利用精密加工的鋼材模具生產(chǎn)的構(gòu)件進(jìn)行軸壓試驗(yàn),得到正常構(gòu)件與起鼓構(gòu)件的荷載-位移曲線和破壞模式。試驗(yàn)顯示起鼓構(gòu)件的承載力為正常構(gòu)件的66.4%,且起鼓構(gòu)件均在外層樹脂出現(xiàn)貫通豎向裂縫。結(jié)合有限元建模的手段,得出了基于樹脂部分Mises應(yīng)力的強(qiáng)度校核準(zhǔn)則。

采用室內(nèi)試驗(yàn)重點(diǎn)分析了水泥對瀝青混合料SAC25體積特性和路用性能的影響.結(jié)果表明:水泥替代礦粉后顯著增加SAC25空隙率,這是因水泥密度比礦粉大,當(dāng)水泥等質(zhì)量替代礦粉后,外摻劑(水泥+礦粉)總體積下降所致;水泥的摻加對SAC25壓實(shí)特性的影響很小.基于水泥對SAC25的4種路用性能影響的綜合分析,水泥的摻量(以占集料總質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì))為4%.通過現(xiàn)場海洋曝露試驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室海水浸泡試驗(yàn),采取分層取樣和化學(xué)分析方法,應(yīng)用氯離子三維擴(kuò)散理論,研究了普通混凝土和高性能混凝土在海洋大氣區(qū)、潮汐區(qū)、水下區(qū)和實(shí)驗(yàn)室海水浸泡下的Cl-擴(kuò)散系數(shù)變化規(guī)律.結(jié)果表明,混凝土的Cl-擴(kuò)散系數(shù)隨著曝露時(shí)間的增加而降低,高性能混凝土的抗Cl-擴(kuò)散性優(yōu)于普通混凝土.在Khatri計(jì)算模型的基礎(chǔ)上,提出了考慮劣化效應(yīng)系數(shù)的海工混凝土使用壽命計(jì)算模型.該模型計(jì)算結(jié)果與Clear經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ突疚呛?解決了Khatri計(jì)算模型結(jié)果與實(shí)際壽命不相符的問題.該文研究了三維五向玻纖/碳纖編織混雜復(fù)合材料的沖擊性能和沖擊后彎曲性能,對試樣分別進(jìn)行了落錘沖擊試驗(yàn)和三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)。研究表明,通過落錘沖擊試樣發(fā)現(xiàn),沖擊后沖擊面的損傷比背面的損傷低,沖擊背面裂紋主要沿縱向擴(kuò)展;通過彎曲性能測試得出碳纖維的加入使玻璃纖維復(fù)合材料的彎曲模量提高;當(dāng)軸紗排布為CF∶GF∶CF時(shí),混雜復(fù)合材料的抗沖擊性能,材料的抗沖擊性能與混雜方式有關(guān)。