检索结果-内蒙古大学图书馆

复合材料学报 2018年第6期35卷 1636-1645页

作者：朱德举张超慧刘鹏湖南大学土木工程学院长沙410082 绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室长沙410082

自然界中生物材料表现出的力学性能与其结构设计形式紧密相关。柔性生物材料多为多级结构设计,其独特的功能梯度特征使其具备优异的变形能力及良好的断裂韧性。本文借鉴工程结构设计基本单元的思想提出柔性结构仿生元素理念,根据几何形... 详细信息

自然界中生物材料表现出的力学性能与其结构设计形式紧密相关。柔性生物材料多为多级结构设计,其独特的功能梯度特征使其具备优异的变形能力及良好的断裂韧性。本文借鉴工程结构设计基本单元的思想提出柔性结构仿生元素理念,根据几何形态将结构仿生元素分为:线元素、梁元素、柱元素、板壳元素、薄膜元素及组合元素。根据系统论的观点建立仿生柔性结构设计体系,归纳总结出柔性仿生结构的设计准则,并基于鱼鳞梯度结构设计新型仿生功能梯度板。通过有限元的方法对功能梯度板归一化自然频率进行分析。结果表明,类鱼鳞功能梯度板具有柔韧性及刚度软化特性。阐述了仿生柔性结构的设计方法,包括模仿设计、组合设计及选择匹配设计。

关键词：生物材料仿生柔性结构元素功能梯度设计准则

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淡水鱼鳞片的结构及拉伸力学行为

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复合材料学报 2018年第10期35卷 2851-2859页

作者：朱德举张超慧刘鹏湖南大学土木工程学院长沙410082 绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室长沙410082 湖南大学机械与运载工程学院长沙410082

硬骨鱼鳞片在长时间的自然进化过程中变得超薄、轻质,并具有良好的韧性。为了揭示其结构和力学性能,本文对产自新西兰的两种鱼鳞(鲤鱼、金鱼)进行了研究。首先对两种鳞片的形貌、横截面及其多级结构进行观察,然后对鳞片试样进行轴向拉... 详细信息

硬骨鱼鳞片在长时间的自然进化过程中变得超薄、轻质,并具有良好的韧性。为了揭示其结构和力学性能,本文对产自新西兰的两种鱼鳞(鲤鱼、金鱼)进行了研究。首先对两种鳞片的形貌、横截面及其多级结构进行观察,然后对鳞片试样进行轴向拉伸测试。结果表明,鲤鱼和金鱼鳞片不同部位的表面形貌差异明显,而两种鳞片均由硬质骨质外层和软质胶原内层组成。鲤鱼鳞片应力在拟直线段后有小范围的下降,然后继续上升,直至达到峰值后降至零。对于金鱼鳞片,其应力在拟直线段后继续增加,达到峰值后逐渐降为零。比较两种鱼鳞的力学性能参数,金鱼鳞片的强度高于鲤鱼鳞片,但鲤鱼鱼鳞的延性优于金鱼鱼鳞。

关键词：鱼鳞片表面形貌横截面多级结构力学性能

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水泥基体中仿生钢纤维的拔出试验

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湖南大学学报（自然科学版） 2018年第1期45卷 84-89页

作者：朱德举李向阳史才军徐新华湖南大学绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室湖南长沙410082 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 南通东泰新能源设备有限公司江苏启东226200

从仿生学的角度制备端部具有不同锥角(0°,2°,5°,7°)的异形钢纤维,根据纤维表面是否处理分为有化学黏结与无化学黏结2种,并使用MTS万能试验机测试了仿生异形钢纤维从水泥砂浆基体中以不同速率(2.5 mm/min,25 mm/min,... 详细信息

从仿生学的角度制备端部具有不同锥角(0°,2°,5°,7°)的异形钢纤维,根据纤维表面是否处理分为有化学黏结与无化学黏结2种,并使用MTS万能试验机测试了仿生异形钢纤维从水泥砂浆基体中以不同速率(2.5 mm/min,25 mm/min,250 mm/min)拔出的力和位移,并计算得到最大拔出力和拔出功.结果表明,当钢纤维端部锥角从0°增加到5°时,最大拔出力有明显的增加,但7°时稍有减小;对于5°及7°锥角的钢纤维,随着加载速率从2.5mm/min增大到250mm/min,钢纤维的最大拔出力分别增大20.2%和13.4%;而0°及2°锥角钢纤维在加载速率增加到250 mm/min时,最大拔出力相对于加载速率为25 mm/min时的最大拔出力分别减小25.9%和8.2%;0°,2°和5°有黏结钢纤维的最大拔出力与相同锥角无黏结钢纤维的最大拔出力相比,分别增加64.1%,22.2%和6.7%,而7°锥角有黏结钢纤维的最大拔出力比无黏结钢纤维的最大拔出力减小6.2%;3种加载速率下,2°锥角钢纤维拔出力所做的功最大,纤维表面是否处理对拔出功无明显影响;本文设计的异形钢纤维能有效增强钢纤维与水泥砂浆基体的等效黏结强度.

关键词：钢纤维锥角加载速率最大拔出力拔出功

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基于多种性能要求的混凝土组成设计方法

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硅酸盐学报 2018年第2期46卷 230-238页

作者：史才军王德辉安晓鹏焦登武李晃湖南大学土木工程学院、绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室长沙410082 中国建筑材料科学研究总院、绿色建材国家重点实验室北京100024

提出了一种基于多种性能要求的混凝土组成设计方法。首先采用混合砂石容重法确定粗、细骨料的最紧密堆积和骨料间最小空隙率;其次结合b.wromi公式和耐久性要求,确定混凝土的水胶比,然后根据骨料间的最小孔隙率和达到所需工作性或流变特... 详细信息

提出了一种基于多种性能要求的混凝土组成设计方法。首先采用混合砂石容重法确定粗、细骨料的最紧密堆积和骨料间最小空隙率;其次结合b.wromi公式和耐久性要求,确定混凝土的水胶比,然后根据骨料间的最小孔隙率和达到所需工作性或流变特性的骨料表面富余浆体厚度,得到混凝土中浆体量,通过调整减水剂和黏度改性剂来调节混凝土的屈服应力和塑性黏度,改善混凝土的工作性能。在此基础上采用单纯型重心设计法设计胶凝材料组成,用最少的实验量建立混凝土性能与胶凝材料组成间的关系,最后根据对混凝土不同性能的要求,确定满足要求的胶凝材料组成范围。同时,该方法可用于预测不同胶凝材料组成制备的混凝土性能。

关键词：组成设计最紧密堆积富余浆体理论单纯型重心设计法混凝土组成与性能关系

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RPC管-混凝土组合柱高温后轴压性能试验研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2018年第9期45卷 1-9页

作者：单波陈超赖大德刘福财湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室湖南长沙410082 广东盖特奇新材料科技有限公司广东清远511600

针对RPC(活性粉末混凝土)管-混凝土组合柱(CFRT)这一新型组合结构的抗火性能开展试验研究.采用高温试验炉对7个大尺寸CFRT短柱进行升温试验及高温后的轴压试验,试验参数包括控制温度、配箍率和配箍方式.结果表明,CFRT高温下未发生爆裂现... 详细信息

针对RPC(活性粉末混凝土)管-混凝土组合柱(CFRT)这一新型组合结构的抗火性能开展试验研究.采用高温试验炉对7个大尺寸CFRT短柱进行升温试验及高温后的轴压试验,试验参数包括控制温度、配箍率和配箍方式.结果表明,CFRT高温下未发生爆裂现象;高温后的轴压承载力和刚度随试验温度的提高而降低,但具有相对较高的残余承载力;提高配箍率和采用双层配箍方式,有利于改善CFRT高温后的抗压性能;与已有的普通钢筋混凝土约束柱抗火试验结果相比较,CFRT具有更高的残余承载力比.CFRT具有优异的抗火性能.

关键词：活性粉末混凝土(RPC) 组合柱高温约束力学性能

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装配式混凝土砌块填充墙RC框架结构抗震性能试验研究

装配式混凝土砌块填充墙RC框架结构抗震性能试验研究

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全国砌体结构委员会2019年新型墙体基本理论及工程应用学术大会

作者：黄靓滕瀚思施楚贤吕博东湖南大学绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室湖南长沙410082

为解决砌块墙人工砌筑诸多问题，发展砌墙机砌筑的无竖向灰缝的装配式砌块墙，实现砌块墙产业化，本文研究了不同连接方式对装配式混凝土砌块填充墙抗震性能的影响。对6榀框架进行低周反复加载试验，分析研究了装配式混凝土砌块填充墙R... 详细信息

为解决砌块墙人工砌筑诸多问题，发展砌墙机砌筑的无竖向灰缝的装配式砌块墙，实现砌块墙产业化，本文研究了不同连接方式对装配式混凝土砌块填充墙抗震性能的影响。对6榀框架进行低周反复加载试验，分析研究了装配式混凝土砌块填充墙RC框架结构的破坏特征、滞回性能、承载能力、刚度退化和延性等。试验结果表明：装配式混凝土砌块填充墙提高了框架水平承载能力和延性，并比普通空心砌块填充墙有更好的延性;墙和框架柱采用钢丝绳连接的试件比墙和框架柱间钢筋连接的试件延性更好;叠合梁的设置对墙体抗震性能影响不大。故可采用墙柱钢丝绳连接并与叠合梁同时施工，提升施工效率。

关键词：装配式混凝土砌块填充墙拟静力试验抗震性能墙柱连接叠合梁

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氧化石墨烯/碳纳米管水泥基复合材料的抗冻性研究

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硅酸盐通报 2018年第11期37卷 3410-3415页

作者：龚建清林立湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室长沙410006

氧化石墨烯和碳纳米管都是碳基纳米材料,具有强度极高、比表面积极大和导电性能极好等优异性能。通过试验研究了不同掺量的氧化石墨烯和碳纳米管对水泥基复合材料抗冻性的影响;结果表明:300次冻融循环后试件的质量损失率和强度损失率揭... 详细信息

氧化石墨烯和碳纳米管都是碳基纳米材料,具有强度极高、比表面积极大和导电性能极好等优异性能。通过试验研究了不同掺量的氧化石墨烯和碳纳米管对水泥基复合材料抗冻性的影响;结果表明:300次冻融循环后试件的质量损失率和强度损失率揭示了氧化石墨烯和碳纳米管在改善水泥基复合材料抗冻性的作用,氧化石墨烯掺量为0. 08%碳纳米管掺量为0. 15%的试件在300次冻融循环后有最小的质量损失率和强度损失率;并用图形分析软件Image Pro Plus对试件的孔结构进行了定量分析,从孔结构的优化和水泥石强度增大等方面解释了作用机理。

关键词：氧化石墨烯碳纳米管抗冻性

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混凝土泵送性能的流变学表征及预测综述

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材料导报 2018年第17期32卷 2976-2985页

作者：元强李白云史才军安晓鹏黄海中南大学土木工程学院高速铁路建造技术国家工程实验室长沙410075 湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室长沙410082 中国建筑材料研究总院绿色建材国家重点实验室北京100024

自1933年美国首次使用泵送的方式输运混凝土以来,泵送已成为现代混凝土施工的主要方式。随着建筑高度的不断攀升,混凝土泵送技术难度越来越高。虽然我国采用混凝土泵送技术建设了大量的钢筋混凝土(超)高层建筑,但混凝土的成功泵送是基... 详细信息

自1933年美国首次使用泵送的方式输运混凝土以来,泵送已成为现代混凝土施工的主要方式。随着建筑高度的不断攀升,混凝土泵送技术难度越来越高。虽然我国采用混凝土泵送技术建设了大量的钢筋混凝土(超)高层建筑,但混凝土的成功泵送是基于耗时、耗财的盘管试验结果,而现行技术规范中的经验公式与现场实测值也完全不符,这表明混凝土泵送性能的理论研究严重滞后于应用技术。随着精细化工程管理及混凝土质量控制要求的提高,粗放的经验性方法及耗财的盘管试验已不能适应行业发展的新趋势,因此,为混凝土的泵送行为提供科学的理论基础是土木行业亟需解决的问题。流变学理论是研究混凝土泵送性能的有效工具,国外的研究者从泵管中混凝土的流动行为、润滑层性能与表征、泵送性能预测等方面展开了较为系统的研究工作,取得了良好的成果,但国内在流变理论与泵送技术方面的研究成果极少。研究表明,屈服应力不同的混凝土在管道中表现出不同的流动形态。基于混凝土及润滑层的流变参数建立的模型可准确预测水平直线管道中混凝土的泵送压力。虽然普遍认为润滑层是影响混凝土泵送性能的重要因素,但混凝土润滑层流变参数的表征方法较多,包括滑管仪、摩擦仪和等效砂浆法,研究者还开发出了不同的摩擦仪和测试程序来表征混凝土润滑层的流变性能。基于混凝土及润滑层的流变性能,研究者建立了混凝土在泵管中流动的数学模型,解析出了泵送压力-混凝土流变性能-泵送速率间的关系,为准确预测混凝土的泵送行为提供了科学工具。但不同混凝土及润滑层流变参数的测试结果存在一定差异,哪种方法更能真实反映混凝土在泵管中的流动行为仍是一个问题;并且对于弯管、软管及垂直管道中混凝土的泵送行为也缺乏研究。亟需开展相关理论与技术研究,推动流变学理论在泵送混凝土方面的应用。本文从混凝土在泵管中的流动行为、润滑层性能与表征、泵送性能预测等方面综述了国内外关于泵送混凝土的最新研究成果,分析了各种方法及理论的优缺点,以期为流变理论在混凝土泵送技术中的应用与研究提供参考。

关键词：混凝土泵送流变

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基于仿生原理的鳞片状柔性防护装具的设计与有限元分析

基于仿生原理的鳞片状柔性防护装具的设计与有限元分析

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中国力学大会（CCTAM 2019）

作者：朱德举张超慧杨竹林刘鹏绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室湖南大学土木工程学院湖南大学机械与运载工程学院

本研究依据鱼鳞片的微观结构及叠加形式,设计出新型鳞片状柔性防护装具,并通过ANSYS/LS-DYNA有限元模拟软件对新型鳞片状柔性防护装具进行仿真分析。根据国军标《军用防弹衣安全技术性能要求》(GJb.300A-2012)标准II级防破片的要求,对... 详细信息

本研究依据鱼鳞片的微观结构及叠加形式,设计出新型鳞片状柔性防护装具,并通过ANSYS/LS-DYNA有限元模拟软件对新型鳞片状柔性防护装具进行仿真分析。根据国军标《军用防弹衣安全技术性能要求》(GJb.300A-2012)标准II级防破片的要求,对鳞片状柔性防护装具的覆盖角及鱼鳞状仿生复合鳞片的圆弧半径进行优化。为了验证该设计方法的有效性,制备了新型柔性仿生防护装具,测试其防破片性能。试验及有限元结果表明,当柔性仿生防护装具的覆盖角为80°,仿生复合鳞片的圆弧半径为289.5mm时,新型鳞片状柔性防护装具达到最优的弹道防护性能。本研究将为新型防护装具的设计及制备提供科学理论指导。

关键词：仿生柔性仿生防护装具破片覆盖角,弹道性能

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短切纤维及预应力对玄武岩织物增强水泥基复合材料拉伸力学性能的影响

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复合材料学报 2017年第11期34卷 2631-2641页

作者：朱德举李高升湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室长沙410082

通过静态拉伸试验研究不同体积掺量的短切碳纤维、钢纤维、耐碱玻璃纤维及预应力对5层玄武岩织物增强水泥基复合材料(b.RC)拉伸性能的影响。试验结果表明:短切碳纤维、玻璃纤维可以提高基体和b.RC的开裂强度,且开裂强度随着碳纤维掺量... 详细信息

通过静态拉伸试验研究不同体积掺量的短切碳纤维、钢纤维、耐碱玻璃纤维及预应力对5层玄武岩织物增强水泥基复合材料(b.RC)拉伸性能的影响。试验结果表明:短切碳纤维、玻璃纤维可以提高基体和b.RC的开裂强度,且开裂强度随着碳纤维掺量的增加而增加;预应力使基体产生预压力,明显提高其开裂强度。短切纤维及预应力都显著提高b.RC的峰值荷载和韧性,但峰值应变基本不变;峰值荷载和韧性随着钢纤维掺量的增加而增加,体积分数为1.5vol%掺量时达到最大值;随着碳纤维掺量增加,峰值荷载和韧性先增加后减小,体积分数为1.0vol%掺量时最大。施加预应力且掺入短切碳纤维或钢纤维时,短切纤维增强的基体可以更好地承受张拉力释放后纤维束径向变形引起的环向应力,进一步提高了织物与基体界面的挤压作用力及摩擦力,从而增强效果最明显,峰值荷载分别增加50.4%和58.9%,韧性分别增加84.7%和79.5%。b.RC材料掺入短切玻璃纤维、钢纤维及施加预应力均可以增加其受力后的裂缝条数,减小裂缝间距和裂缝宽度。

关键词： DIC分析玄武岩织物拉伸试验短切纤维预应力

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