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纳米碳/水泥基复合材料研究进展

材料导报 2023年第21期37卷 116-131页

作者：王晓楠冯德成哈尔滨工业大学交通科学与工程学院哈尔滨150090

纳米碳材料以其独特的结构及微观形貌,优异的力学、电学特性等,在信息、材料、能源、生物制药等领域引发了革命性创新。近年来,纳米碳材料以极低的掺量,表现出对水泥基复合材料微观结构、宏观力学性能的改善,同时赋予传统水泥基材料导... 详细信息

纳米碳材料以其独特的结构及微观形貌,优异的力学、电学特性等,在信息、材料、能源、生物制药等领域引发了革命性创新。近年来,纳米碳材料以极低的掺量,表现出对水泥基复合材料微观结构、宏观力学性能的改善,同时赋予传统水泥基材料导电性、压阻性等功能特性。本文结合纳米碳材料自身形貌及表面化学特性等,综述了近年来纳米碳材料对水泥水化及微观结构的影响,纳米碳/水泥基复合材料的力学性能及压阻性等,并指出当前存在的问题及未来可能的研究方向。

关键词：纳米碳材料水泥基复合材料水化力学性能压阻性

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条件弱鞅和条件N-弱鞅的上(下)穿不等式

山东大学学报(理学版) 2023年

作者：高玉峰冯德成西北师范大学数学与统计学院甘肃省白银市第十中学

利用条件弱鞅和条件N-弱鞅的性质,得到条件弱鞅的上穿不等式和条件N-弱鞅的下穿不等式,所得结论推广了已有文献中的相关结果。

关键词：条件弱鞅条件N-弱鞅上穿不等式下穿不等式

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事故内压下预应力混凝土安全壳可靠性分析

工程力学 2023年第8期40卷 202-212页

作者：梁艳苹冯德成任晓丹同济大学土木工程学院上海200092 东南大学土木工程学院南京211189

对预应力混凝土安全壳进行了事故内压下的可靠性分析。研究以Monte Carlo有限元模拟为基础,一方面,根据概率守恒原理,以有限的随机结果表征实际响应的概率分布;另一方面,有限元分析结合分层壳单元、混凝土损伤软化本构及割线刚度算法模... 详细信息

对预应力混凝土安全壳进行了事故内压下的可靠性分析。研究以Monte Carlo有限元模拟为基础,一方面,根据概率守恒原理,以有限的随机结果表征实际响应的概率分布;另一方面,有限元分析结合分层壳单元、混凝土损伤软化本构及割线刚度算法模拟安全壳的非线性行为,在保证模拟精度的基础上提高计算效率。以桑迪亚国家实验室的安全壳试验为案例,对可靠性分析进行说明。计算位移值与试验值的比较说明,有限元计算模型和参数基本合理。考虑材料参数随机性,通过200次有限元模拟得到结构响应的概率分布;以整体应变为失效指标,得到内压下的失效概率曲线。分析表明:在实际功能性失效和结构性失效内压下,模拟所得失效概率分别达到了72.03%和68.78%,与试验结果具有一致性。

关键词：预应力混凝土安全壳可靠性 Monte Carlo有限元模拟概率守恒分层壳损伤本构割线刚度算法

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基于柔度法梁柱单元的自适应损伤扩展模型

建筑结构学报 2014年第10期35卷 90-97页

作者：冯德成李杰同济大学土木工程学院上海200092

在分析了柔度法钢筋混凝土梁柱单元的变形局部化问题以及现有的规则化技术的优势与不足的基础之上,基于柔度法梁柱单元,分析了钢筋混凝土梁、柱构件损伤及破坏特点,提出了自适应损伤扩展模型。结合范德蒙矩阵动态求解相应的积分点权重,... 详细信息

在分析了柔度法钢筋混凝土梁柱单元的变形局部化问题以及现有的规则化技术的优势与不足的基础之上,基于柔度法梁柱单元,分析了钢筋混凝土梁、柱构件损伤及破坏特点,提出了自适应损伤扩展模型。结合范德蒙矩阵动态求解相应的积分点权重,实现了塑性铰长度动态变化,克服了数值计算中的积分敏感性问题。对简支梁、钢筋混凝土悬臂柱进行非线性分析可知,该模型不仅可以模拟构件的受力软化行为,还可以描述受力硬化行为的损伤扩展情况,且具有较好的计算精度。

关键词：钢筋混凝土框架结构柔度法梁柱单元变形局部化损伤扩展范德蒙矩阵

基于扩展有限元方法的路基不均匀沉降纵向裂缝分析

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工程力学 2011年第5期28卷 149-154页

作者：冯德成田林曹鹏哈尔滨工业大学交通学院哈尔滨150001

纵向裂缝是北方寒冷地区道路结构的重要灾害之一,它严重的影响了路面结构的性能和功能。该文基于扩展有限元方法对于路面在发生不均匀土基沉降时纵向裂缝的扩展进行了研究,通过数值模拟对比发现,虽然重载荷导致了纵向裂缝产生,但是实际... 详细信息

纵向裂缝是北方寒冷地区道路结构的重要灾害之一,它严重的影响了路面结构的性能和功能。该文基于扩展有限元方法对于路面在发生不均匀土基沉降时纵向裂缝的扩展进行了研究,通过数值模拟对比发现,虽然重载荷导致了纵向裂缝产生,但是实际控制路面纵向裂缝产生与发展的是土基的沉降量和路面结构的边界约束。同时该文使用了一种弹性模量衰减的方式模拟了土基随时间的不均匀沉降,通过这一方法,可以将土基随时间的沉降量转化到力学计算当中。该文研究成果为预测路面纵向裂缝扩展提供了一种工程参考。

关键词：扩展有限元纵向裂缝土基沉降裂缝扩展数值模拟

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交通工程类工程伦理课程建设与教学效果分析

高教学刊 2022年第6期8卷 1-7页

作者：易军艳冯德成哈尔滨工业大学交通科学与工程学院黑龙江哈尔滨150090

交通运输行业是国民经济的重要支柱之一,近年来涌现出诸多超级工程,但目前在实施过程中仍以技术可行为主导,较少考虑行业和从业人员的伦理责任。在全国工程专业教指委启动工程伦理课程建设的背景下,为培养工程专业学位研究生的职业道德... 详细信息

交通运输行业是国民经济的重要支柱之一,近年来涌现出诸多超级工程,但目前在实施过程中仍以技术可行为主导,较少考虑行业和从业人员的伦理责任。在全国工程专业教指委启动工程伦理课程建设的背景下,为培养工程专业学位研究生的职业道德和工程伦理素质,哈尔滨工业大学交通学院开设了交通工程类工程伦理课程,并结合教改项目对交通工程类工程伦理课程教学大纲及授课内容进行建设,重点从工程与社会、工程与自然和工程与科学角度,选取公路、桥梁、交通工程和交通信息等领域典型案例,分析工程的安全与风险、工程师的职业伦理、工程的环境伦理和工程的价值取向等伦理议题。同时,设计课后问卷调查,对课程内容、框架与案例的可接受程度开展统计分析,明确授课效果及进一步改进的方向。

关键词：交通工程工程伦理课程建设教学效果

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条件弱鞅和条件N-弱鞅的上(下)穿不等式

山东大学学报(理学版) 2024年第6期 122-126页

作者：高玉峰冯德成甘肃省白银市第十中学西北师范大学数学与统计学院

利用条件弱鞅和条件N-弱鞅的性质，得到条件弱鞅的上穿不等式和条件N-弱鞅的下穿不等式，推广已有文献中的相关结果。

关键词：条件弱鞅条件N-弱鞅上穿不等式下穿不等式

高比例冷再生用水性环氧树脂基胶结料性能研究

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中国公路学报 2023年第12期36卷 107-119页

作者：陈禹衡易军艳裴忠实冯德成哈尔滨工业大学交通科学与工程学院黑龙江哈尔滨150090

沥青混合料冷再生是一种低碳环保的路面再生技术。为改善冷再生技术存在的低沥青混合料回收料(RAP)利用率、高胶结料用量的问题,设计了一种水性环氧树脂基胶结料,通过具有渗透能力的扩散组分实现RAP中老化沥青的有效利用。首先,基于分... 详细信息

沥青混合料冷再生是一种低碳环保的路面再生技术。为改善冷再生技术存在的低沥青混合料回收料(RAP)利用率、高胶结料用量的问题,设计了一种水性环氧树脂基胶结料,通过具有渗透能力的扩散组分实现RAP中老化沥青的有效利用。首先,基于分子动力学模拟和荧光显微镜分析了胶结料在老化沥青中的渗透扩散行为,验证了扩散组分对老化沥青的激活作用;其次,通过分子动力学模拟和附着力测试仪分析了胶结料与集料间的界面黏附,验证了胶结料的黏结能力;然后,借助差式扫描量热仪研究了胶结料的固化性能;最后,验证了低胶结料掺量下水性环氧树脂冷再生沥青混合料的路用性能。研究结果表明:扩散组分能够促进水性环氧树脂体系在老化沥青中的扩散,并且能够渗透到老化沥青中,提高冷再生条件下老化沥青的利用率;扩散组分的残留会影响水性环氧树脂体系与集料的黏附,但在掺量合理的前提下则有利于提升水性环氧树脂与老化沥青之间的黏结强度;扩散组分的掺加并不影响水性环氧树脂体系的固化效率,反而具有促进作用;掺加扩散组分后,水性环氧树脂基胶结料成型的高比例冷再生混合料具有较好的路用性能。

关键词：路面工程冷再生胶结料分子动力学模拟水性环氧树脂扩散组分

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考虑冰晶胶结特性的冰-冻土界面力学特性

农业工程学报 2023年第14期39卷 114-124页

作者：史盛王冠夫刘天赐冯德成张锋浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心杭州310058 浙江大学平衡建筑研究中心杭州310012 哈尔滨工业大学交通科学与工程学院哈尔滨150090

寒区多年冻土斜坡内部存在的下卧冰层对多年冻土斜坡稳定有着重要影响。为探究冰-冻土界面力学特性对斜坡稳定的影响,该研究以冰-冻土界面为研究对象,在低温环境(−3℃)下开展了不同冻土初始孔隙比和含水率下的冰-冻土界面及对应的冰-土... 详细信息

寒区多年冻土斜坡内部存在的下卧冰层对多年冻土斜坡稳定有着重要影响。为探究冰-冻土界面力学特性对斜坡稳定的影响,该研究以冰-冻土界面为研究对象,在低温环境(−3℃)下开展了不同冻土初始孔隙比和含水率下的冰-冻土界面及对应的冰-土颗粒界面直接剪切试验,建立了考虑冰晶胶结特性的冰-冻土界面非线性弹性损伤模型,结合试验结果对模型进行了验证,并分析了界面在剪切过程中切线刚度的变化规律。结果表明:冰-土颗粒界面的剪切应力表现为应变硬化特性,而冰-冻土界面的剪应力在峰值强度之后迅速下降,表现为应变软化特性。冰-冻土界面结构系数峰值点对应的剪切位移随着含水率的增大而增大,当冻土初始孔隙比为1.0、0.8和0.6,冻土初始含水率从14%增大至18%时剪切位移分别增大了32.7%、41.3%和52.1%。在−3℃下,冻土的初始含水率越大,则界面处的胶结冰越多,黏聚强度对界面的抗剪强度贡献也就越大。当结构系数达峰值点后,界面开始产生损伤,并随着剪切位移的增加进入加速损伤阶段。剪切过程中界面的切线刚度呈先增大后减小的趋势,在结构系数峰值点处为0,之后切线刚度随着剪切位移的增加逐渐减小。此外,界面的峰值切线刚度随着法向应力的增大而增大,当冻土初始孔隙比1.0、初始含水率为18%,法向应力从50 kPa增大至200 kPa时,则界面的峰值切线刚度增加了63.7%。在冰-冻土界面力学模型中考虑冰晶胶结特性更加合理,研究结果可为寒区斜坡稳定性分析提供参考。

关键词：剪应力结构系数非线性弹性模型冰-冻土界面损伤切线刚度低温直剪试验