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以木塑復(fù)合材料、無堿玻璃纖維織物以及不飽和聚酯樹脂為原料,采用真空導(dǎo)入工藝制造復(fù)合材料-木塑組合柱。對該組合柱進(jìn)行軸心受壓試驗,得到其失效模式、承載力以及縱向變形等力學(xué)行為。試驗結(jié)果表明:復(fù)合材料-木塑組合柱在軸壓荷載作用下,主要破壞模式為軸向受壓破壞,且在復(fù)合材料面層出現(xiàn)橫向裂紋;組合柱極限承載力隨著截面尺寸的增加而顯著提高,而且組合柱具有良好的延性。采用考慮組合效應(yīng)的分析方法對該組合柱的軸壓承載力進(jìn)行預(yù)測,結(jié)果表明當(dāng)組合系數(shù)取0.3時,理論計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合較好。對樹脂基碳纖維卷鋪管在高溫固化后冷卻至室溫過程中進(jìn)行了熱應(yīng)變實(shí)驗,基于實(shí)體單元的分層屬性建立了多種鋪層復(fù)合材料管件的熱殘余應(yīng)力數(shù)值模型,數(shù)值計算結(jié)果與實(shí)驗結(jié)果吻合較好。在該數(shù)值模型基礎(chǔ)上,從纖維方向應(yīng)力的角度分析了鋪層角度、環(huán)向?qū)永w維含量、環(huán)向?qū)愉佋O(shè)位置以及徑厚比對卷鋪管件熱殘余應(yīng)力的影響。結(jié)果表明,上述諸因素均對殘余應(yīng)力有較大的影響,(±φ)_n鋪層和90°/0°正交組合鋪層中的0°纖維在纖維方向上殘余應(yīng)力均為軸向受壓、環(huán)向受拉,該應(yīng)力狀態(tài)可能導(dǎo)致管件出現(xiàn)微裂縫等初始缺陷。本文利用有限元軟件ANSYS,建立三維中空夾芯復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)模型,進(jìn)行側(cè)壓性能研究。利用該模型,探討了材料在1mm側(cè)壓位移載荷作用下復(fù)合材料中纖維、樹脂和材料本身的應(yīng)力、應(yīng)變分布。結(jié)果表明,三維中空夾芯復(fù)合材料在側(cè)壓載荷作用下,上下面板中經(jīng)、緯紗線交織處應(yīng)力,容易發(fā)生側(cè)壓破壞;芯材應(yīng)力,不容易發(fā)生側(cè)壓破壞;復(fù)合材料在承受側(cè)壓載荷作用時,纖維起主要承載作用,樹脂起次要作用;材料的破壞模式主要為樹脂破裂。

首先研究了混凝土在自由吸水條件下的飽和度演化規(guī)律,然后對5種濕度狀態(tài)下的混凝土進(jìn)行了5種抗壓加載速率下的單軸壓縮試驗和5種劈裂抗拉加載速率下的劈裂抗拉試驗,后建立了不同飽和度混凝土的抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度隨加載速率變化的預(yù)測公式,并分解了自由水與加載速率的獨(dú)立效應(yīng).結(jié)果表明:相同加載速率下混凝土試件的抗壓強(qiáng)度與劈裂抗拉強(qiáng)度均隨飽和度的增加而降低;相同飽和度下混凝土試件的抗壓強(qiáng)度與劈裂抗拉強(qiáng)度均隨加載速率的提高呈近似指數(shù)關(guān)系增長;相同飽和度下混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度隨加載速率的變化幅度較抗壓強(qiáng)度更為顯著.設(shè)計合成了一種醛酮-磺化木質(zhì)素共聚減水劑(SAF-LS),并采用紅外光譜和黏度試驗對醛酮-磺化木質(zhì)素之間的接枝共聚反應(yīng)進(jìn)行了論證.對比了醛酮系減水劑(SAF),SAF-LS以及醛酮系減水劑與磺化木質(zhì)素的冷復(fù)配體系(SAF+LS)在凈漿、混凝土中的作用效果,證明SAF-LS是一種性能略遜于SAF,但遠(yuǎn)優(yōu)于SAF+LS的減水劑.利用SAF-LS和緩凝組分,配制出了坍落度保持性和強(qiáng)度發(fā)展均十分優(yōu)良的強(qiáng)度等級為C30~C50的預(yù)拌混凝土.分別采用化學(xué)處理、等離子體處理、偶聯(lián)劑處理、γ射線輻照等單一改性方法和"輻照+等離子體"、"輻照+等離子體+偶聯(lián)劑"等綜合改性方法對PBO纖維進(jìn)行表面處理,之后對各種不同方法改性后的纖維進(jìn)行了單絲拉伸強(qiáng)度、與樹脂的接觸角和單絲拔出性能測試。結(jié)果表明,經(jīng)綜合改性方法處理后的PBO纖維綜合性能,單絲拉伸強(qiáng)度保持率為85.1%,與水的接觸角達(dá)到74.15°;與未經(jīng)表面處理的纖維相比,其與樹脂基體間的粘結(jié)強(qiáng)度提高了48.6%。

砌體結(jié)構(gòu)存在著承載力低、抗震能力差等問題,所以對砌體結(jié)構(gòu)的加固尤為重要。近些年在興起的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(簡稱FRP)以其輕質(zhì)高強(qiáng)、耐久性好、施工方便等優(yōu)點(diǎn)為砌體結(jié)構(gòu)的加固提供了新的方向。FRP與砌體間的界面粘結(jié)性能是影響加固效果的關(guān)鍵因素之一。總結(jié)了學(xué)者關(guān)于FRP加固砌體結(jié)構(gòu)界面粘結(jié)性能的研究現(xiàn)狀,通過收集到的試驗數(shù)據(jù)對FRP加固砌體結(jié)構(gòu)的極限承載力計算公式進(jìn)行了校核,并對今后擬開展的研究工作提出了建議。根據(jù)建筑復(fù)合型外墻在室外氣象參數(shù)周期性變化的邊界條件,建立了復(fù)合墻體內(nèi)表面溫度在一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱控制方程作用下的計算模型,結(jié)合夏熱冬暖地區(qū)復(fù)合墻體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及該地區(qū)的夏季氣象參數(shù),分析了不同朝向復(fù)合墻體隨室外氣象參數(shù)變化的內(nèi)表面溫度響應(yīng)特性及變化規(guī)律,為復(fù)合型墻體在隔熱和室內(nèi)舒適性方面的研究提供了理論指導(dǎo).采用拉拉單向剪切疲勞測試評價了葉片用環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠的疲勞性能,根據(jù)ISO 9664:1995,設(shè)定平均應(yīng)力τm=0.35τR,頻率為30Hz,振幅為2.0≤τa≤3.0MPa,測試環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠疲勞次數(shù),得到S-N曲線并計算疲勞極限,研究膠層厚度、增韌劑及試樣破壞形式等因素對疲勞性能的影響。本研究證明葉片用環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠疲勞性能指標(biāo)對葉片設(shè)計和使用具有重要價值。