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Dynamic Fracture Behaviors of Selected Aluminum Alloys Under Three-point Bending 被引量:2
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作者 Ming-zhi XING Yong-gang WANG Zhao-xiu JIANG 《Defence Technology(防务技术)》 SCIE EI CAS 2013年第4期193-200,共8页
The dynamic fracture behaviors of the extruded 2024-T4 and 7075-T6 aluminum alloys are investigated by using an instrumented drop tower machine.The specimens are made from a 25 mm diameter extruded circular rod.The dy... The dynamic fracture behaviors of the extruded 2024-T4 and 7075-T6 aluminum alloys are investigated by using an instrumented drop tower machine.The specimens are made from a 25 mm diameter extruded circular rod.The dynamic three-point bending tests of each alloy are carried out at different impact velocities.The initiation fracture toughness and average propagation fracture toughness of 2024-T4 and 7075-T6 are determined at different loading rates.The results show that both the initiation toughness and the propagation toughness increase with the loading rate.Further,the difference between the fracture toughness behaviors of 2024-T4 and 7075-T6 is found to be dependent on the variation of fracture mechanism.The comprehensive fractographic investigations of the fracture surfaces clearly demonstrate that the fracture mode of 2024-T4 is predominantly transgranular fracture with high density small-sized dimples,and the fracture mode of 7075-T6 is mainly intergranular fracture with many intermetallic particles in the bottom of voids located in the fracture surface. 展开更多
关键词 动态断裂行为 三点弯曲试验 铝合金 行为研究 断裂韧性 加载速率 断裂模式 IRMA
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盐冻融条件下环氧沥青混凝土多尺度疲劳开裂特性 被引量:1
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作者 闫景晨 马苗苗 +1 位作者 张威 高宏彬 《建筑材料学报》 北大核心 2025年第3期283-290,共8页
为获得积雪冰冻地区环氧沥青混凝土(EAC)疲劳开裂特性,以EAC及对照组——SBS改性沥青混凝土(SBSMAC)为试验对象,采用小梁三点弯曲重复加载试验、数字图像相关技术(DIC)及扫描电镜(SEM),从宏观、细观、微观3个尺度,对冻融循环和盐冻融循... 为获得积雪冰冻地区环氧沥青混凝土(EAC)疲劳开裂特性,以EAC及对照组——SBS改性沥青混凝土(SBSMAC)为试验对象,采用小梁三点弯曲重复加载试验、数字图像相关技术(DIC)及扫描电镜(SEM),从宏观、细观、微观3个尺度,对冻融循环和盐冻融循环条件下,EAC和SBSMAC试件疲劳加载全寿命周期内裂纹的萌生、扩展和加速破坏进行分析.结果表明:基于EAC和SBSMAC损伤因子拟合函数的导数曲线,得到疲劳损伤的关键分界点,据此划分沥青混凝土的疲劳损伤阶段,是一种正确可行的新方法;EAC的宏观裂纹起裂点及微裂纹扩展点出现时间均晚于SBSMAC,EAC具有更好的抵抗材料损伤的能力;在积雪冰冻地区使用乙酸钾(CH3COOK)替代常用的氯盐类融雪剂,可减轻路面疲劳损伤程度;EAC断裂面处的微观形貌优于SBSMAC. 展开更多
关键词 环氧沥青混凝土 冻融循环 盐冻融循环 三点弯曲重复加载试验 数字图像相关技术
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高强钢绞线网增强工程水泥基复合材料抗弯加固损伤钢筋混凝土梁试验
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作者 李可 葛辉 +1 位作者 徐朝阳 朱俊涛 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第7期1388-1397,共10页
为进一步将高强钢绞线网增强工程水泥基复合材料推广应用于既有工程结构加固,本文进行了该复合材料加固损伤梁抗弯性能试验研究。考虑原梁损伤程度、高强钢绞线直径、高强钢绞线配筋率的影响,对1个对比梁和7个卸载加固损伤梁进行抗弯性... 为进一步将高强钢绞线网增强工程水泥基复合材料推广应用于既有工程结构加固,本文进行了该复合材料加固损伤梁抗弯性能试验研究。考虑原梁损伤程度、高强钢绞线直径、高强钢绞线配筋率的影响,对1个对比梁和7个卸载加固损伤梁进行抗弯性能试验。结果表明:采用该加固方法,可使加固层与原梁较好地协同工作,充分发挥高强钢绞线网增强工程水泥基复合材料的优越力学性能,从而可显著提升卸载加固损伤梁的承载力、刚度、延性、韧性以及抗裂性,明显减小裂缝宽度;相比于加固无损梁,随着损伤程度的增加,卸载加固损伤梁的受弯承载力、截面刚度、延性以及韧性均呈降低趋势,且加固层对混凝土裂缝的控制能力亦降低;适当增加纵向钢绞线配筋率,可提高加固损伤梁受弯承载力、截面刚度、延性、韧性及加固层对裂缝的约束能力;纵向钢绞线配筋率相近时,钢绞线直径越小,加固层的控裂能力越强,能更好地减小裂缝宽度。 展开更多
关键词 高强钢绞线网 工程水泥基复合材料 结构加固 四点弯曲加载试验 损伤程度影响 受弯性能 钢筋混凝土梁 试验研究
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三点弯曲下再生砂浆断裂性能与裂纹扩展过程 被引量:3
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作者 唐宇翔 肖建庄 夏冰 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期114-121,共8页
为研究再生细骨料(RFA)取代率对砂浆断裂性能与裂纹扩展特性的影响,开展了4种RFA取代率(0%、25%、50%和100%)下的砂浆断裂行为试验研究。基于三点弯曲切口梁试验,获得再生砂浆断裂响应,包括完整的荷载-裂纹口张开位移曲线、临界裂纹扩... 为研究再生细骨料(RFA)取代率对砂浆断裂性能与裂纹扩展特性的影响,开展了4种RFA取代率(0%、25%、50%和100%)下的砂浆断裂行为试验研究。基于三点弯曲切口梁试验,获得再生砂浆断裂响应,包括完整的荷载-裂纹口张开位移曲线、临界裂纹扩展、起裂韧度、失稳韧度与断裂能。利用非接触式数字图像相关技术,测得试件表面变形,获取再生砂浆裂纹发展全过程。结果表明:RFA的使用降低了再生砂浆荷载-位移曲线的初始线性段斜率与峰值荷载,主要影响再生砂浆临界裂纹宽度方向的张开而不是裂纹长度方向的扩展;再生砂浆的起裂韧度、失稳韧度和断裂能随着RFA取代率的增加而逐渐减小,当RFA取代率为100%时,砂浆的起裂韧度、失稳韧度和断裂能分别减小了31.1%、29.5%和37.8%;不同RFA取代率下再生砂浆的断裂过程区长度l FPZ发展表现出相似的特征,即先缓慢发展至峰值荷载(l FPZ为0.24倍~0.32倍的韧带长度),接着迅速增加至完全发展(l FPZ为0.83倍~0.91倍的韧带长度),之后l FPZ随裂纹的扩展而减小。 展开更多
关键词 再生砂浆 再生细骨料取代率 三点弯曲断裂试验 双K断裂韧度 断裂能 裂纹扩展特性
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注浆加固孔洞砂岩断裂特性与变形演化规律研究 被引量:1
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作者 苏海健 张路晴 +2 位作者 吴辰 陈国飞 张勃阳 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2025年第3期115-127,共13页
研究缺陷岩石断裂行为和裂纹贯通机制对矿山、隧道、地下硐室等岩石工程建设具有重要的理论和实践意义。采用理论分析、实验室试验等研究方法,分别对含有不同尺寸孔洞的直切槽半圆盘试样(NSCB)进行充填加固,研究了三点弯曲荷载下充填尺... 研究缺陷岩石断裂行为和裂纹贯通机制对矿山、隧道、地下硐室等岩石工程建设具有重要的理论和实践意义。采用理论分析、实验室试验等研究方法,分别对含有不同尺寸孔洞的直切槽半圆盘试样(NSCB)进行充填加固,研究了三点弯曲荷载下充填尺寸和水灰比对砂岩断裂行为的影响。研究结果表明:注浆孔径显著影响试样的力学性能和裂纹扩展规律,当充填直径达到16 mm时,试样断裂韧度和断裂能相比完整试样分别下降了82.18%和84.30%。试样内部裂纹最先出现在直切槽上端部,随着充填直径增加,裂纹由最初垂直指向加载端扩展逐渐转向沿着界面方向发生扩展,最终整体发生偏心破坏。直切槽上端水平位移在加载过程中存在显著突变行为,且突变区域随充填孔径增大而扩展,声发射事件活跃度同步增强。水灰比对加固效果具有调控作用,随水灰比增大,试样切槽上端起裂角明显增加,界面裂纹主导性增强,试样整体力学性能劣化。 展开更多
关键词 注浆加固 缺陷岩石 三点弯曲试验 孔洞尺寸 断裂行为
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无预应力钢纤维混凝土轨枕力学性能试验研究 被引量:1
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作者 曲玉福 韩笑东 +1 位作者 郭恩懿 井国庆 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第7期74-78,129,共6页
预应力混凝土轨枕在氯化物环境或极端气候条件作用下,会产生质量和弹性模量损失,导致轨枕寿命下降,限制了其在极端气候线路的长期应用。研究一种基于钢纤维混凝土(SFRC)无预应力轨枕材料,其具有高抗裂能力、高耐久性。首先,提出一种SFR... 预应力混凝土轨枕在氯化物环境或极端气候条件作用下,会产生质量和弹性模量损失,导致轨枕寿命下降,限制了其在极端气候线路的长期应用。研究一种基于钢纤维混凝土(SFRC)无预应力轨枕材料,其具有高抗裂能力、高耐久性。首先,提出一种SFRC的配合比,制作并测试SFRC抗拉、抗压、抗折能力和扩展度;然后,制作无预应力、预应力SFRC轨枕,进行三点抗弯试验,研究SFRC轨枕的抗弯能力;最后,使用图像相关分析技术(DIC)研究SFRC轨枕抗裂能力和裂缝扩展形式。SFRC材料试验结果表明,SFRC抗拉强度为10.5 MPa,是C60混凝土的5倍以上;抗压强度119.5 MPa,是C60混凝土的2倍;抗折强度24.6 MPa,扩展度530.2 mm;试验结果表明,SFRC轨枕在裂缝宽度达到2 mm时有更高的荷载和位移;预应力SFRC轨枕具有最大的抗弯刚度,无预应力SFRC轨枕与普通混凝土轨枕抗弯刚度相近。裂缝扩展分析结果表明,预应力SFRC轨枕开裂荷载为85 kN,无预应力SFRC轨枕开裂荷载为75 kN,相较普通混凝土轨枕分别提升54.5%和36.4%,并且产生的裂缝在破坏早期表现出数量多、宽度小的特点,在结构达到极限强度时,主裂缝宽度会迅速扩展,钢纤维不断拔出,直到彻底发生破坏。无预应力SFRC轨枕和预应力SFRC轨枕的性能均高于普通轨枕,可以满足正线铁路性能需求,在极端气候环境中具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 轨枕 钢纤维混凝土(SFRC) 力学性能 三点抗弯试验 裂缝扩展分析 静载抗裂性能
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氧化锆陶瓷的动态弯曲断裂行为
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作者 蔡治城 许泽建 +2 位作者 郭保桥 刘彦 黄风雷 《兵工学报》 北大核心 2025年第4期270-278,共9页
采用分离式霍普金森压杆装置,结合一套新设计的夹具对氧化锆陶瓷进行动态弯曲测试。通过应变片实测信号与有限元模拟结果确定试样的起裂时间,并结合透射信号获得试样的弯曲强度。研究结果表明,试样的起裂时间与透射波的波峰时刻具有良... 采用分离式霍普金森压杆装置,结合一套新设计的夹具对氧化锆陶瓷进行动态弯曲测试。通过应变片实测信号与有限元模拟结果确定试样的起裂时间,并结合透射信号获得试样的弯曲强度。研究结果表明,试样的起裂时间与透射波的波峰时刻具有良好的匹配性,因此能够用透射波峰值确定弯曲强度。通过实验数据的对比分析验证了试样在加载过程的受力平衡,并通过高速摄影技术验证了试样起裂时间的准确性。实验结果表明:在85.4~239.7 TPa/s的加载速率范围内,试样弯曲强度呈现与加载速率正相关的变化趋势,而断裂时间则随加载速率的增加而减小;通过断口分析可知,随着加载速率的提高,氧化锆陶瓷由穿晶与沿晶并存的混合断裂模式转变为以穿晶断裂为主的失效模式。 展开更多
关键词 分离式霍普金森压杆 动态弯曲强度 三点弯曲实验 氧化锆陶瓷
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金属夹芯复合舱段结构模型极限承载能力试验研究
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作者 李政杰 韩正君 +2 位作者 李明轩 胡嘉骏 冯国庆 《船舶力学》 北大核心 2025年第10期1596-1607,共12页
针对金属夹芯结构在主船体舱段结构中的实际应用,设计加工了一个I型金属夹芯复合舱段模型,通过四点弯曲极限承载能力模型试验获取了I型金属夹芯复合舱段的典型失效模式和极限承载弯矩,试验结果与非线性有限元计算结果吻合较好。试验结... 针对金属夹芯结构在主船体舱段结构中的实际应用,设计加工了一个I型金属夹芯复合舱段模型,通过四点弯曲极限承载能力模型试验获取了I型金属夹芯复合舱段的典型失效模式和极限承载弯矩,试验结果与非线性有限元计算结果吻合较好。试验结果表明:I型金属夹芯结构失效以整体屈曲为主,板格局部屈曲为辅。同时,I型金属夹芯结构具有较高的承载能力,可替代传统加筋板甲板和舷侧结构在舱段结构中应用。此外,金属夹芯复合舱段模型的制造成型,也演示验证了金属夹芯结构在船体结构中应用的可行性。 展开更多
关键词 金属夹芯 舱段结构 极限承载能力 模型试验 四点弯曲
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GTN模型在环焊缝极限载荷预测上的应用
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作者 刘艳贺 周少坤 +4 位作者 王海涛 何仁洋 罗艳龙 张新军 崔忠浩 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第24期10228-10237,共10页
管道环焊缝是油气输送管道的最薄弱环节,中国的管道敷设环境复杂,管道在附加外载和工作内压的共同作用下将导致环焊缝区域产生应力集中,极易导致管道失效。目前行业内预测管道环焊缝极限载荷的主要手段是标准反演法,该方法预测的结果相... 管道环焊缝是油气输送管道的最薄弱环节,中国的管道敷设环境复杂,管道在附加外载和工作内压的共同作用下将导致环焊缝区域产生应力集中,极易导致管道失效。目前行业内预测管道环焊缝极限载荷的主要手段是标准反演法,该方法预测的结果相对保守,且仅适用于常规工况。为了更准确地预测管道环焊缝的极限载荷,对X80管道环焊缝进行了详细的材料力学试验和基于有限元反向标定法的GTN(Gurson-Tvergaard-Needleman)损伤参数的标定,在此基础上采用GTN损伤模型和子模型技术模拟了含裂纹缺陷的全尺寸管道环焊缝的损伤失效过程,得到了管道环焊缝在复杂载荷作用下的极限载荷。最后对仿真过程进行了试验验证,仿真预测的极限内压误差为3.1%,裂纹断裂时远端应变值的最大和最小预测误差分别为3.15%和1.10%。对比结果表明,采用的全尺寸管道环焊缝极限载荷预测方法可以准确地预测环焊缝在复杂载荷状态下的极限载荷,能够应用于管道环焊缝的安全评价过程。 展开更多
关键词 环焊缝 四点弯曲试验 全尺寸 损伤模型 子模型
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平面闸门动水闭门的数值模拟研究
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作者 赵伟 蔡伟 易伟 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第2期125-133,共9页
为了深入研究潜孔式平面闸门在流固耦合作用下的动水闭门过程,选取了某水电站进水口平面闸门作为研究对象,建立了详细的流体区域和闸门模型。通过使用ANSYS Fluent中的RNG k-ε湍流模型、VOF(流体体积)模型及动网格技术,进行了数值模拟... 为了深入研究潜孔式平面闸门在流固耦合作用下的动水闭门过程,选取了某水电站进水口平面闸门作为研究对象,建立了详细的流体区域和闸门模型。通过使用ANSYS Fluent中的RNG k-ε湍流模型、VOF(流体体积)模型及动网格技术,进行了数值模拟分析,并将模拟结果与物理试验数据进行了对比,以分析平面闸门的受力及变形情况。结果表明:通过与物理模型试验中的测点压强和流场分布对比,验证了数值模拟技术的准确性和可靠性;在闸门关闭过程中,面板上的最大等效应力逐渐增大,尤其是在主横梁上翼缘靠近闸门中部的位置应力集中显著,而下翼缘由于几乎不受水压力影响,应力相对较小;平面闸门的整体最大位移集中在底缘处,并随着闸门关闭过程逐渐增大。 展开更多
关键词 平面闸门 面板测点压力 梁格应力 动水压力 动网格技术 物理试验 数值模拟
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关于剪切变形土体中单根受力—失效模式的试验研究和分析
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作者 闫相君 李亦璞 +4 位作者 王彦丹 李通 祁子寒 胡岂源 王云琦 《水土保持研究》 北大核心 2025年第5期246-255,共10页
[目的]通过室内试验与力学分析,旨在揭示剪切变形土体中单根受力状态下的失效机理及水分响应机制,阐明根系直径、土壤含水率等因素对轴向抗拉/抗拔与径向抗弯强度的影响规律,明确根系固土效应的主控力学路径。[方法]室内设计了系列单根... [目的]通过室内试验与力学分析,旨在揭示剪切变形土体中单根受力状态下的失效机理及水分响应机制,阐明根系直径、土壤含水率等因素对轴向抗拉/抗拔与径向抗弯强度的影响规律,明确根系固土效应的主控力学路径。[方法]室内设计了系列单根的轴向(根系抗拉、拔试验)和径向(三点弯曲试验)试验模拟受力情景,并分析了土壤含水率和根系含水率对根系抗拉、抗拔和抗弯试验中力学参数的影响。[结果](1)根系的抗拉、抗拔和抗弯强度均呈现随根系直径增大而减小的趋势,其负数幂函数关系分别为T_(r)=(23.68±3.28)D^((-0.38±0.10)),T_(p)=(23.61±6.26)D^((-0.55±0.25)),T_(b)=4.945D^(-0.375);(2)土体饱和度增大过程中,根系自身含水率变化不大,对抗拉强度影响不显著(p=0.59),而根系抗拔强度则随饱和度的升高而显著衰减(p<0.01);(3)根系轴向的抗拉、拔强度的相对大小存在一个随土壤含水率变化的临界直径阈值(0.35~3.96 mm);(4)相对而言,根系对土体抗剪强度贡献主要来自于轴向受力,根系抗弯作用对土体抗剪强度的贡献非常有限。[结论]植物根系力学特性与直径、土体水状态相关,根系轴向受力对土体抗剪强度有贡献,在固土中起重要作用且效果因条件而异。 展开更多
关键词 根系固土 抗拉强度 抗拔强度 抗弯强度 三点弯曲试验
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基于三点弯曲试验的坝体模型材料研究
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作者 黄冠 涂劲 钟红 《水电能源科学》 北大核心 2025年第1期70-73,191,共5页
我国西南西北强地震区建设有多座高混凝土坝,采取适宜的抗震措施可有效改善大坝的抗震性能。纤维混凝土为混凝土坝抗震加固措施之一,为研究纤维混凝土模型材料的抗弯性能随纤维掺量的变化,按照质量掺量,设计1组对照组(0%)和6组试验组(0.... 我国西南西北强地震区建设有多座高混凝土坝,采取适宜的抗震措施可有效改善大坝的抗震性能。纤维混凝土为混凝土坝抗震加固措施之一,为研究纤维混凝土模型材料的抗弯性能随纤维掺量的变化,按照质量掺量,设计1组对照组(0%)和6组试验组(0.17%、0.33%、0.67%、1.00%、1.33%、1.67%),采用三点弯曲试验测试了纤维混凝土的抗弯性能。结果表明,纤维掺量对材料的强度和变形性能影响均很大;随着纤维掺量的提高,材料的抗弯强度先略有降低之后明显提高,掺量为1.00%时,试块的弯拉强度最大,之后随着掺量提高强度不再增长;峰值荷载位移与纤维掺量大体上呈线性关系。 展开更多
关键词 混凝土坝模型材料 麻纤维 纤维混凝土 三点弯曲试验 弯拉强度 峰值荷载位移
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提高木材弹性模量和泊松比测试精度的四点弯曲梁法
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作者 王正 徐添铕 +4 位作者 邹红艳 许本欢 周宇昊 宋利明 陈清平 《中南林业科技大学学报》 北大核心 2025年第2期216-228,共13页
【目的】探究影响四点弯曲梁法测试木材弹性模量和泊松比精度的因素,给出提高测试精度的方法。【方法】应用ANSYS19静力模块对云杉、欧洲赤松和山毛榉的弦向、径向和横向梁试件,在对称加载四点弯曲时进行应力、应变和挠度分析;从挠度和... 【目的】探究影响四点弯曲梁法测试木材弹性模量和泊松比精度的因素,给出提高测试精度的方法。【方法】应用ANSYS19静力模块对云杉、欧洲赤松和山毛榉的弦向、径向和横向梁试件,在对称加载四点弯曲时进行应力、应变和挠度分析;从挠度和应变作为测量参量计算的弹性模量结果,给出测试木材弹性模量合宜的测量参量,即应变;从试验方面探索其试件表面木纹分布及其经受的应力性质对试件表面中心点的横向应变和纵向应变的影响。【结果】对称加载的四点弯曲梁在纯弯曲段跨中表面上存在数值十分微小的横向应力;该梁段的上、下表面中心线上各点的纵向应力与纵向应变的比值相当好地吻合于弹性模量参考值;横向应变与纵向应变比值的绝对值仅在跨中附近区域内(x/l=0.45~0.55)与其泊松比参考值相吻合;试件表面木纹分布及其经受的应力性质对试件上下表面中心点的横向应变影响大,而对纵向应变影响甚微。【结论】对称四点弯曲梁应变法以应变作为测量参量推算的弹性模量精度,从适用的试件尺寸范围和剪力的影响来说优于挠度参量,采用480 mm×20 mm×20 mm梁试件测试跨中挠度推算出的弹性模量才有足够精度;2组半桥测试的四点弯曲法成功地提高了木材泊松比的测试精度;对于落叶松弦向、径向和云杉横向以及LVL试件,应用四点弯曲梁应变法测试的弹性模量和泊松比,与轴向拉伸法和动态梁法测试结果相当吻合。 展开更多
关键词 四点弯曲梁应变法 挠度 应变 测试 弹性模量 泊松比 精度
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竹集成材-H型钢-竹集成材组合梁受弯性能
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作者 冯玲 王晓晗 +1 位作者 陈伯望 尹文欣 《中南林业科技大学学报》 北大核心 2025年第9期206-217,共12页
【目的】为探究竹集成材-型钢组合梁中受拉区竹材厚度以及螺栓直径对组合梁受弯性能的影响,提出组合梁极限承载力的计算方法。【方法】共设计了6根螺栓连接的竹集成材-型钢组合梁(L_(1)~L_(6)),进行四点弯曲试验,研究组合梁的受弯破坏... 【目的】为探究竹集成材-型钢组合梁中受拉区竹材厚度以及螺栓直径对组合梁受弯性能的影响,提出组合梁极限承载力的计算方法。【方法】共设计了6根螺栓连接的竹集成材-型钢组合梁(L_(1)~L_(6)),进行四点弯曲试验,研究组合梁的受弯破坏形态、荷载-挠度曲线,以及交界面滑移和截面高度-应变曲线。【结果】受压区竹集成材-型钢组合梁延性较好,未出现材料破坏,而压区竹材-型钢-拉区竹材组合梁均出现了不同程度的竹材破坏;两种形式的组合梁的荷载-挠度曲线均可分为弹性阶段和塑性阶段,但竹-钢-竹组合梁更接近弹性状态;在受弯过程中,竹梁与钢梁各自符合平截面假定,但组合梁整体并不符合平截面假定,竹-钢界面存在明显滑移,组合梁的组合程度会随受拉区竹梁厚度增加而减弱,随螺栓直径的增加有一定程度的提高;受拉区竹材会明显增加受压区竹梁与钢梁交界面处的相对滑移,同时,随受拉区竹材厚度的增加,受拉区的相对滑移与受压区相对滑移越来越接近;螺栓直径由12 mm增大至14 mm,受弯承载力提高了8.9%;受拉区竹材厚度为20、40、60、80 mm,组合梁的极限承载力比受拉区未设置竹材的组合梁分别提升了33.3%、50.1%、70.9%、80.1%,但受拉区竹材厚度接近受压区时提升的幅度会有所降低;组合梁受弯极限承载力计算公式的理论值与试验值吻合较好。【结论】压区竹材-型钢-拉区竹材组合梁跟压区竹材-型钢组合梁相比,可显著提升组合梁的承载力和刚度;增大螺栓直径可改善界面约束,提高组合梁的组合度。研究成果为竹-钢组合结构的工程应用提供了设计参考与理论支撑。 展开更多
关键词 竹-钢-竹组合梁 四点弯曲试验 受弯承载力 竹材厚度 螺栓尺寸
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尺寸和粗糙度对7085铝合金疲劳性能影响研究
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作者 袁珂 高栋 +5 位作者 尹美 鲁婷婷 郑丽玲 吕洋 崔岳 周峰峦 《机械强度》 北大核心 2025年第7期80-85,共6页
对不同尺寸和粗糙度的试样进行四点弯曲疲劳试验测试7085铝合金疲劳极限。试验表明,试样厚度越大,材料疲劳极限强度越大;试样表面粗糙度越大,材料疲劳极限强度越小。对试样进行受力分析计算发现,危险截面发生在压头与试样接触的位置,此... 对不同尺寸和粗糙度的试样进行四点弯曲疲劳试验测试7085铝合金疲劳极限。试验表明,试样厚度越大,材料疲劳极限强度越大;试样表面粗糙度越大,材料疲劳极限强度越小。对试样进行受力分析计算发现,危险截面发生在压头与试样接触的位置,此处试样受到了弯曲正应力及剪切力的共同作用,随着试样厚度的增加,试样所受剪切力减小,相同疲劳极限下试样对应的弯曲正应力增大;反之亦然。通过建立简化模型表明试样表面粗糙度与曲率半径之间的关系,进而得出表面粗糙度与材料疲劳极限强度的关系。 展开更多
关键词 7085铝合金 四点弯曲试验 疲劳极限 试样厚度 粗糙度
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基于数字图像相关的地聚物混凝土轨枕的力学性能分析 被引量:3
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作者 韩宜康 王俊逸 +1 位作者 张睿哲 井国庆 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期116-124,共9页
随着混凝土轨枕在我国的广泛应用,混凝土的生产带来大量的能源消耗和碳排放。地聚物作为一种新型低碳材料,能在节能减碳的同时消耗矿渣和粉煤灰等固废。目前,针对地聚物应用于铁路轨枕的相关研究,如混合使用水泥与粉煤灰、矿渣的地聚物... 随着混凝土轨枕在我国的广泛应用,混凝土的生产带来大量的能源消耗和碳排放。地聚物作为一种新型低碳材料,能在节能减碳的同时消耗矿渣和粉煤灰等固废。目前,针对地聚物应用于铁路轨枕的相关研究,如混合使用水泥与粉煤灰、矿渣的地聚物混凝土轨枕及其裂缝扩展特性的研究还比较有限。本文设计2种配合比的地聚物混凝土并制造成轨枕,使用数字图像相关(Digital Image Correlation)技术,在轨下截面的三点弯曲实验下分析2种配合比下轨枕挠度、裂缝扩展特性及裂缝宽度发展规律。研究结果表明,2种配合比地聚物混凝土轨枕的抗弯承载力均高于普通混凝土轨枕。相比于普通混凝土轨枕,地聚物混凝土轨枕在较低的静荷载作用下挠度较大,但随着荷载的增加轨枕挠度的增长速度较慢,刚度损失较小,弹性阶段延续的荷载区间更长,这种特征在配合比为Geo50的地聚物混凝土轨枕上更为显著。2种配合比的轨枕微裂纹萌生的荷载相近,分别为130 kN和120 kN。在较低荷载下2种轨枕裂缝扩展相差不大,在较高荷载下配合比为Geo100的地聚物轨枕的裂缝发展加快,裂缝宽度值和增长速度都大于Geo50。配合比为Geo100的地聚物混凝土轨枕主要表现为受弯正截面破坏,配合比为Geo50的地聚物混凝土轨枕主要表现为受剪斜拉破坏。掺入部分水泥代替矿渣和粉煤灰的地聚物能使所制成轨枕在较高的荷载下保持更高刚度和更缓慢的裂缝扩展速度,该方案有助于推动地聚物应用于混凝土轨枕,促进铁路双碳战略贯彻与实施。 展开更多
关键词 数字图像相关技术(DIC) 地聚物 地聚物混凝土轨枕 裂缝 三点抗弯试验
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型钢-UHPC轻型组合桥面板及其抗弯性能研究 被引量:9
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作者 邵旭东 蔡文涌 +1 位作者 曹君辉 刘梦麟 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期152-168,共17页
正交异性钢桥面是目前800m以上国内外特大跨径钢桥的唯一选择,主因是自重轻、强度高、架设方便。但其存在疲劳开裂风险大、运维成本高的缺点。随着高性能材料UHPC的研发和应用,为构建自重轻、病害少、经济性好的桥面新结构提供了可能性... 正交异性钢桥面是目前800m以上国内外特大跨径钢桥的唯一选择,主因是自重轻、强度高、架设方便。但其存在疲劳开裂风险大、运维成本高的缺点。随着高性能材料UHPC的研发和应用,为构建自重轻、病害少、经济性好的桥面新结构提供了可能性。经过多年研究,作者提出一种新型桥面板结构——型钢-UHPC轻型组合桥面结构,将型钢、钢板条与UHPC组合,桥面板的形成无任何板件焊接,因而具有高抗疲劳性,且与传统钢桥面相比,自重持平、造价减半,可作为除“正交异性钢桥面”外的“第二种”大跨径钢桥的桥面结构方案。该文研究这种轻型组合桥面板预制板及横向接缝的抗弯性能,制作4个条带模型(包括2个预制板试件和2个接缝试件),开展三点弯曲的横向接缝负弯矩试验和预制板正弯矩试验,并对试验结果进行分析;基于“条带法”建立预制板试件极限承载力计算模型,提出接缝试件的UHPC开裂名义拉应力计算方法;基于某斜拉桥应用实例,进行整体计算和局部计算,验证新型组合桥面结构在实桥上应用的可行性。研究结果表明:(1)型钢与UHPC间在极限状态前相对滑移非常小,具有良好的协同受力性能;(2)预制板试件的正弯矩极限承载力以型钢屈服控制,而接缝试件负弯矩极限承载力以UHPC开裂和加密钢筋断裂控制;(3)接缝试件的“T形”接缝、加密钢筋、燕尾形的企口、交错式切割型钢钢条等构造设计对接缝整体抗弯拉性能有很好的提高效果;(4)预制板试件极限承载力计算模型所得计算值与试验值吻合良好,该模型搭配名义拉应力计算方法,可帮助工程实际问题的设计与应用;(5)试验结果与实桥的有限元计算值相比,新型桥面结构均有1.3倍以上的安全系数,新型组合桥面应用于实桥具有可行性。 展开更多
关键词 桥梁工程 型钢-UHPC组合桥面结构 三点弯曲试验 接缝构造 承载能力 裂缝宽度
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B/CFRP筋海水海砂活性粉末混凝土梁抗弯性能研究 被引量:4
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作者 周芬 李丽娟 +1 位作者 彭飞 朱德举 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期145-154,共10页
为研究B/CFRP-SSRPC结构的抗弯性能,以配筋率及梁截面高度为研究因素,对5根B/CFRP-SSRPC梁开展四点弯曲试验研究,探究研究因素对B/CFRP-SSRPC梁极限承载力、跨中挠度及破坏模式等的影响规律.试验结果表明:增大配筋率仅对试验梁开裂后抗... 为研究B/CFRP-SSRPC结构的抗弯性能,以配筋率及梁截面高度为研究因素,对5根B/CFRP-SSRPC梁开展四点弯曲试验研究,探究研究因素对B/CFRP-SSRPC梁极限承载力、跨中挠度及破坏模式等的影响规律.试验结果表明:增大配筋率仅对试验梁开裂后抗弯性能有明显提升,增大梁截面高度对试验梁开裂前及开裂后抗弯性能均有提升,且对试验梁开裂前抗弯性能的提升更明显;所有试验梁均为脆性破坏,破坏模式与配筋率密切相关;现行中国、美国两国FRP筋普通混凝土结构设计规范均低估了B/CFRP-SSRPC梁的抗弯承载力及抗剪承载力,计算误差分别受试验梁的破坏模式及剪跨比影响. 展开更多
关键词 海水海砂混凝土 FRP筋 四点弯曲试验
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薄壁型钢UHPC组合箱梁受弯性能试验研究 被引量:1
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作者 刘晓春 邹彩丽 +3 位作者 胡文飞 郭风琪 朱志辉 余志武 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3887-3897,共11页
提出一种新型薄壁型钢UHPC组合箱梁,开展了6根薄壁型钢UHPC组合箱梁与1根薄壁型钢箱梁对比梁的四点弯曲静载试验,利用三维数字图像相关测量技术对箱梁的应力-应变与变形及裂缝性能进行测试分析。研究结果表明:外包UHPC能使薄壁型钢箱梁... 提出一种新型薄壁型钢UHPC组合箱梁,开展了6根薄壁型钢UHPC组合箱梁与1根薄壁型钢箱梁对比梁的四点弯曲静载试验,利用三维数字图像相关测量技术对箱梁的应力-应变与变形及裂缝性能进行测试分析。研究结果表明:外包UHPC能使薄壁型钢箱梁的破坏形态由局部压屈破坏转变为底部薄壁型钢下翼缘及纵筋先后达到屈服后顶部UHPC压碎的正截面受弯破坏;外包50 mm厚UHPC的未配纵筋与箍筋的组合箱梁试件XL2的正截面受弯承载力比薄壁型钢箱梁试件XL1的对应值提升77.5%;薄壁型钢表面焊接了纵筋与箍筋的组合箱梁试件XL3~XL7的整体协同工作性能得到了大幅度提升,其中,XL4试件的正截面受弯承载力比未配纵筋与箍筋的XL2试件的对应值提升了178.8%;增大薄壁型钢壁厚与外包UHPC层厚度也能在一定程度上提高薄壁型钢UHPC组合箱梁的正截面受弯承载力与抗裂能力。 展开更多
关键词 钢UHPC组合箱梁 受弯性能 四点弯曲静载试验 数字图像相关
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玄武岩纤维增强复合材料拉挤圆管抗弯性能研究 被引量:2
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作者 孙胜江 李航宇 邢丽丽 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期39-46,共8页
为使玄武岩纤维增强复合材料(Basalt Fiber Reinforced Polymer,BFRP)拉挤圆管在桥梁工程中得到更广泛地应用,对其抗弯性能进行试验及有限元分析。对2根长度为750 mm的BFRP拉挤圆管进行三点抗弯试验;采用LS-DYNA有限元软件对试验过程进... 为使玄武岩纤维增强复合材料(Basalt Fiber Reinforced Polymer,BFRP)拉挤圆管在桥梁工程中得到更广泛地应用,对其抗弯性能进行试验及有限元分析。对2根长度为750 mm的BFRP拉挤圆管进行三点抗弯试验;采用LS-DYNA有限元软件对试验过程进行模拟,验证有限元模拟的正确性;在保持BFRP拉挤圆管总厚度不变的条件下,研究内、外层双向纤维布的铺设厚度和角度对抗弯性能的影响。结果表明:试件从加载至破坏分为线弹性阶段、下降阶段和残余阶段,试件破坏后残余强度较大且卸载后迅速回弹恢复几何形状;有限元模拟试件的荷载~滑移曲线、失效现象和试验结果吻合较好,有限元模拟正确;布置适量厚度的内、外层双向纤维布可以提高试件的抗弯承载力;将内、外层双向纤维布铺设方向由90°变为45°后,抗弯承载力进一步提高,随着外层45°纤维布厚度增加,破坏时的挠度下降。建议制作BFRP拉挤圆管时,布置适量厚度的双向纤维布,角度以45°为宜。 展开更多
关键词 桥梁工程 玄武岩纤维增强复合材料 拉挤圆管 抗弯性能 铺设角度 铺设厚度 三点抗弯试验 有限元法
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