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利用3組共9根玻璃纖維增強復合材料(GFRP)管件軸心受壓穩(wěn)定性試驗,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,同時建立了管件的ANSYS有限元模型.結(jié)合試驗及有限元分析結(jié)果,推導出GFRP圓管構(gòu)件實用的極限承載力計算公式,其計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合較好.為了揭示澆筑式瀝青混合料超熱老化機理,采用傅里葉紅外光譜法(FTIR)和熱失重法(TG)實時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,并且一直貫穿整個超熱老化過程,而氧氣濃度決定了氧化在其整個老化過程中的作用時間,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,環(huán)氧樹脂沖擊韌性提高120%;環(huán)氧樹脂的拉伸強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砂漿抗離析的關鍵控制指標.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,屈服應力及黏度是控制其離析的重要指標;水泥通過水化向溶液釋放高價陽離子,進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.孔加工成為復合材料制品合格率的重要因素之一,機械加工是目前復合材料孔加工的主要手段。本文將重點分析復合材料制品孔成型設計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,并對影響復合材料制孔質(zhì)量的因素進行探討,主要有工裝、刀具、人為因素及維護。利用真空導入工藝生產(chǎn)的纖維增強復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)件進行軸壓試驗,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應力的強度校核準則。

采用室內(nèi)試驗重點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)量分數(shù)計)為4%.通過現(xiàn)場海洋曝露試驗和實驗室海水浸泡試驗,采取分層取樣和化學分析方法,應用氯離子三維擴散理論,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)和實驗室海水浸泡下的Cl-擴散系數(shù)變化規(guī)律.結(jié)果表明,混凝土的Cl-擴散系數(shù)隨著曝露時間的增加而降低,高性能混凝土的抗Cl-擴散性優(yōu)于普通混凝土.在Khatri計算模型的基礎上,提出了考慮劣化效應系數(shù)的海工混凝土使用壽命計算模型.該模型計算結(jié)果與Clear經(jīng)驗模型基本吻合,解決了Khatri計算模型結(jié)果與實際壽命不相符的問題.該文研究了三維五向玻纖/碳纖編織混雜復合材料的沖擊性能和沖擊后彎曲性能,對試樣分別進行了落錘沖擊試驗和三點彎曲試驗。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展;通過彎曲性能測試得出碳纖維的加入使玻璃纖維復合材料的彎曲模量提高;當軸紗排布為CF∶GF∶CF時,混雜復合材料的抗沖擊性能,材料的抗沖擊性能與混雜方式有關。