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埋置深度对黄麻纤维束与水泥基体粘结性能的影响

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复合材料学报 2018年第2期35卷 460-467页

作者：朱德举火兴斐湖南大学土木工程学院长沙410082

为了探究埋置深度对黄麻纤维束与水泥基体粘结性能的影响,利用C43电子式万能试验机进行了水泥基中黄麻纤维束的拔出试验,获得了拔出刚度、最大拔出力、等效粘结强度和拔出功随埋置深度的变化规律。试验在6mm/min恒定试验速率下进行,测试... 详细信息

为了探究埋置深度对黄麻纤维束与水泥基体粘结性能的影响,利用C43电子式万能试验机进行了水泥基中黄麻纤维束的拔出试验,获得了拔出刚度、最大拔出力、等效粘结强度和拔出功随埋置深度的变化规律。试验在6mm/min恒定试验速率下进行,测试了4组不同埋置深度(20mm、40mm、60mm和80mm)的试件。试验结果表明:随着埋置深度的增大,拔出刚度整体呈减小趋势但局部有波动;最大拔出力持续增大,并在埋置深度为60mm时趋于稳定;等效粘结强度持续减小;拔出功初始增大,在埋置深度为60mm处出现转折,而后迅速减小。为了进一步分析这种变化产生的具体作用机制,对不同埋置深度的破坏试件进行了观察,获得了试件破坏模式随埋置深度的变化规律。

关键词：粘结性能埋置深度水泥基体黄麻纤维束

应变速率和温度对玄武岩纤维束力学性能的影响

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建筑材料学报 2016年第4期19卷 742-745页

作者：朱德举欧云福湖南大学土木工程学院

利用落锤冲击系统研究了玄武岩纤维束在不同应变速率和不同温度下的拉伸力学性能.结果表明:玄武岩纤维束的力学性能与应变速率和温度具有相关性.在相同的温度下,玄武岩纤维束的弹性模量和拉伸强度都随着应变速率的增加而增大,其最大应... 详细信息

利用落锤冲击系统研究了玄武岩纤维束在不同应变速率和不同温度下的拉伸力学性能.结果表明:玄武岩纤维束的力学性能与应变速率和温度具有相关性.在相同的温度下,玄武岩纤维束的弹性模量和拉伸强度都随着应变速率的增加而增大,其最大应变与韧性呈先增后减的趋势;在相同的应变速率下,随着温度的增加,其弹性模量减小,最大应变和韧性增大,拉伸强度呈先减后增的趋势.

关键词：玄武岩纤维应变速率温度拉伸性能

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仿鱼鳞片结构的防护装具抗穿甲燃烧弹性能

复合材料学报 2022年第12期39卷 5958-5965页

作者：朱德举镇鑫楼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

借鉴硬骨鱼鳞片的多级结构,采用软硬复合防护理念,本文提出了一种新型双层式柔性防护装具。该仿生防护装具的上层采用周期性叠加的复合鳞片构建鳞片层,下层采用多层超高分子量聚乙烯(UHMWPE)无纺布作为垫层。根据GJB 4300A-2012标准Ⅲ... 详细信息

借鉴硬骨鱼鳞片的多级结构,采用软硬复合防护理念,本文提出了一种新型双层式柔性防护装具。该仿生防护装具的上层采用周期性叠加的复合鳞片构建鳞片层,下层采用多层超高分子量聚乙烯(UHMWPE)无纺布作为垫层。根据GJB 4300A-2012标准Ⅲ级要求,对防护装具进行弹道测试和有限元仿真,验证了防护装具的抗穿甲燃烧弹性能和有限元模型的可靠性。结果表明:复合鳞片的陶瓷层厚度是影响防护装具抗侵彻性能的主要因素之一,在总厚度不变的情况下,复合鳞片的层厚比为2∶1时满足防护要求,倾斜复合鳞片对子弹的钝化作用及子弹的横向偏转,叠加鳞片的整体协同能量耗散及UHMWPE垫层的能量分散作用都是决定仿生装具防护能力的重要作用机制。

关键词：复合鳞片仿生穿甲燃烧弹有限元模型弹道测试超高分子量聚乙烯(UHMWPE)

FRP筋超高性能海水海砂混凝土梁抗剪性能研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2023年第11期50卷 159-168页

作者：周芬陈亚曼朱德举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(湖南大学) 湖南长沙410082

为研究纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,FRP)筋超高性能海水海砂混凝土(Ultra-high Performance Seawater Sea-sand Concrete,UHPSSC)梁的抗剪性能,采用三点弯曲试验,探究剪跨比、箍筋间距和筋材类型(CFRP、BFRP、HFRP)对FRP-UHPSSC梁抗剪性能的影响规律.试验结果表明:FRP-UHPSSC梁在加载时裂缝发展迅速,破坏时具有明显的脆性特征;跨中荷载-挠度曲线在首条裂缝出现前后均呈现出双线性变化,裂缝出现后梁的荷载-挠度关系曲线斜率变小,挠度增长加快;FRP-UHPSSC梁的抗剪承载力随剪跨比和箍筋间距的增大而减小,剪跨比相同的试验梁,其开裂荷载基本相同;筋材的弹性模量越大,梁的抗剪承载力越高,同时也越能抑制梁的竖向变形;最后采用4部规范中的抗剪公式对试验工况进行分析,规范公式对BFRP-UHPSSC梁和HFRP-UHPSSC梁抗剪承载力计算的最小误差分别超过40%和30%,筋材类型不同的试验工况抗剪承载力计算结果差异较大.

关键词：海水海砂混凝土 FRP筋抗剪性能超高性能混凝土试验

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树脂涂层及海水浸泡对玄武岩纤维织物增强海水海砂混凝土力学性能的影响

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复合材料学报 2024年第8期41卷 4211-4224页

作者：朱德举黄伟郭帅成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

为了研究不同树脂(环氧树脂、呋喃树脂、乙烯基树脂)涂层及海水浸泡对玄武岩纤维织物增强海水海砂混凝土(BTR-SSC)力学性能的影响,采用万能试验机对各树脂涂层纤维束和海水浸泡不同时间下BTR-SSC试件进行静态拉伸试验,并通过拔出试验评... 详细信息

为了研究不同树脂(环氧树脂、呋喃树脂、乙烯基树脂)涂层及海水浸泡对玄武岩纤维织物增强海水海砂混凝土(BTR-SSC)力学性能的影响,采用万能试验机对各树脂涂层纤维束和海水浸泡不同时间下BTR-SSC试件进行静态拉伸试验,并通过拔出试验评估纤维-基体界面粘结性能。结合数字图像相关分析得到裂纹与应变分布,并采用扫描电镜分析损伤机制。通过界面粘结强度计算公式实现以裂纹分布和基体强度评估界面长期性能。结果表明:3种树脂对纤维束的增强效果显著且相近(32%左右),均可显著提升BTR-SSC力学性能,乙烯基树脂涂层表现最佳,抗拉性能和界面粘结性能分别提升77%和180%。海水浸泡下BTR-SSC试件力学性能明显劣化,未处理试件仅高温浸泡14天后便脆断,环氧树脂、呋喃树脂和乙烯基树脂涂层试件浸泡7天时相对未处理试件抗拉强度分别提升81%、48%和94%,浸泡28天时仍呈多裂缝开展,界面粘结性能分别损失64%、57%和55%。该成果将有助于提升BTR-SSC在海洋环境中长期性能并促进其在海工结构中的应用。

关键词：织物增强混凝土海水海砂混凝土表面处理海水浸泡力学性能

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天然和仿生柔性生物结构的设计

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

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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生物盔甲及仿生鳞片状柔性防护装具研究进展

湖南大学学报（自然科学版） 2023年第6期50卷 199-212页

作者：朱德举王丹杨俊杰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(湖南大学) 湖南长沙410082

传统的防护装具存在质量大、不易变形等缺点,近年来仿生物盔甲结构的防护装具得到了较大发展,较好地解决了防护性能与柔性两者不能兼顾的问题.本文综述典型生物盔甲的多级结构与力学性能、仿生防护装具的设计与制备,讨论现代仿生鳞片状... 详细信息

传统的防护装具存在质量大、不易变形等缺点,近年来仿生物盔甲结构的防护装具得到了较大发展,较好地解决了防护性能与柔性两者不能兼顾的问题.本文综述典型生物盔甲的多级结构与力学性能、仿生防护装具的设计与制备,讨论现代仿生鳞片状柔性防护装具的材料与结构、防护性能与机理等相关进展以及应用前景.指出现阶段存在的主要问题,展望高性能仿生柔性防护装具的未来发展方向.

关键词：仿生弹道测试生物盔甲防护装具防弹性能柔性

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基本农田保护区划定自动化成图中图斑分割决策模型研究

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地理与地理信息科学 2003年第5期19卷 39-42页

作者：石英程锋朱德举中国农业大学土地资源管理系北京100094

该文针对基本农田保护区划定自动化成图中必须进行图斑分割的决策问题,运用动态规划原理和相关几何知识,在建立连片性和区位因素影响下的耕地图斑定积分割决策模型基础上,开发出基本农田保护区划定图斑分割自动化成图决策系统,并利用该... 详细信息

该文针对基本农田保护区划定自动化成图中必须进行图斑分割的决策问题,运用动态规划原理和相关几何知识,在建立连片性和区位因素影响下的耕地图斑定积分割决策模型基础上,开发出基本农田保护区划定图斑分割自动化成图决策系统,并利用该模型和系统对山西省太原市万柏林区一个行政村的基本农田保护区划定中的图斑自动分割进行了实证。结果表明,该模型能有效地达到基本农田保护区划定自动化成图中图斑分割定位、定量的要求,从而为实现基本农田保护区划定成图自动化提供技术支持。

关键词：基本农田保护区自动化成图图斑分割决策模型动态规划