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基于内聚力模型的混凝土细观拉压统一数值模拟方法

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水利学报 2019年第4期50卷 448-462页

作者：熊学玉肖启晟同济大学土木工程学院上海200092 先进土木工程材料教育部重点实验室(同济大学) 上海200092

将混凝土内聚力模型的适用范围从原来的细观受拉断裂模拟拓展到了细观受压断裂模拟,并实现了用统一的数值方法来模拟混凝土受压和受拉的细观损伤破坏行为。参考以往的试验研究以及结合内聚力模型的特点,定义了内聚力单元的混合断裂准则... 详细信息

将混凝土内聚力模型的适用范围从原来的细观受拉断裂模拟拓展到了细观受压断裂模拟,并实现了用统一的数值方法来模拟混凝土受压和受拉的细观损伤破坏行为。参考以往的试验研究以及结合内聚力模型的特点,定义了内聚力单元的混合断裂准则以及全局接触关系;建立了不同网格精度的对照模型,讨论了网格敏感性问题;模拟了混凝土在单轴拉伸和压缩作用下的受力全过程,并对断裂能、界面强度、骨料形状和骨料材料类型进行了参数研究;从破坏形态和力学响应的角度探究了混凝土细观断裂和接触行为对整体力学性能的影响。结果表明:较受拉数值模拟,受压数值模拟结果的网格敏感性问题更突出,过粗的网格划分会限制模型的内力重分布;混凝土在单轴受拉时发生的是偏向于Ⅰ型断裂的混合型断裂,其中因Ⅰ型和Ⅱ型断裂能之差所致的混合型断裂能约占受拉总断裂能的一半;骨料颗粒的光滑程度越高,混凝土的单轴极限拉压强度也越高,但颗粒间的机械咬合作用越弱,导致抗压强度退化越快。

关键词：混凝土细观数值模拟内聚力模型

一阶段受力对混合配预应力筋叠合梁力学性能影响研究

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建筑结构 2018年第8期48卷 46-51页

作者：熊学玉肖启晟同济大学预应力研究所上海200092 同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室上海200092

提出并介绍了应用二次预应力技术的新型叠合梁——混合配预应力筋叠合梁,并简要分析了其受力的特点和适用的范围。通过数值模拟方法就一阶段受力对后张有粘结与后张无粘结两种不同工艺的混合配预应力筋叠合梁的力学性能产生的影响进行... 详细信息

提出并介绍了应用二次预应力技术的新型叠合梁——混合配预应力筋叠合梁,并简要分析了其受力的特点和适用的范围。通过数值模拟方法就一阶段受力对后张有粘结与后张无粘结两种不同工艺的混合配预应力筋叠合梁的力学性能产生的影响进行了重点分析,分析内容主要包括梁的抗裂性能、刚度退化以及极限承载力等方面。结果表明,因为预应力筋传力机制不同,一阶段受力对采用后张有粘结或无粘结预应力的混合配预应力筋叠合梁的力学性能有明显不同的影响。

关键词：叠合梁混合配筋预应力一阶段受力

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缓黏结预应力筋拉拔试验细观数值模拟

工业建筑 2021年第10期51卷 28-32,39页

作者：肖启晟熊学玉同济大学预应力研究所上海200092

在结构体系的受力性能上,缓黏结预应力体系相比于有黏和无黏预应力体系的区别主要源自于筋材与混凝土之间黏结作用关系的差异。受限于观测手段,拉拔试验中主要通过黏结-滑移关系曲线判断黏结作用情况。相较于试验方法,数值模拟方法可以... 详细信息

在结构体系的受力性能上,缓黏结预应力体系相比于有黏和无黏预应力体系的区别主要源自于筋材与混凝土之间黏结作用关系的差异。受限于观测手段,拉拔试验中主要通过黏结-滑移关系曲线判断黏结作用情况。相较于试验方法,数值模拟方法可以量化观测和提取在黏结作用过程中材料产生的损伤和断裂情况。采用修正的内聚力模型(CZM)在细观尺度上模拟了缓黏结预应力筋与混凝土的黏结作用过程,在宏观力学行为和破坏形态上得到了较好的模拟结果。通过所提取的损伤和裂缝开展数据,探讨因为材料的断裂和裂缝扩展演化所导致的非线性黏结作用行为。

关键词：缓黏结预应力细观数值模拟黏结作用裂缝演化

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缓粘结预应力研究综述

建筑结构 2018年第8期48卷 83-90页

作者：熊学玉肖启晟李晓峰同济大学预应力研究所上海200092 同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室上海200092 苏北铁路有限公司南京210042

缓粘结预应力技术是继无粘结和有粘结预应力技术之后发展起来的一项新的预应力技术,其结合了无粘结和有粘结预应力在施工和受力性能上的优点,又规避了不足,具有更广泛的应用范围。从缓粘结预应力技术的研究背景出发,简要介绍了这项新型... 详细信息

缓粘结预应力技术是继无粘结和有粘结预应力技术之后发展起来的一项新的预应力技术,其结合了无粘结和有粘结预应力在施工和受力性能上的优点,又规避了不足,具有更广泛的应用范围。从缓粘结预应力技术的研究背景出发,简要介绍了这项新型预应力技术在国内外的应用情况,并主要就缓粘结材料、粘结性能、施工性能、静力和疲劳性能这几个方面对缓粘结预应力体系的研究进展做出介绍、梳理和评述。结合已有的研究成果及该技术发展历程,对其未来在粘结材料性能、筋材规格种类、构件的防灾及疲劳性能方面阐述了几点展望。

关键词：缓粘结预应力预应力混凝土研究进展

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桩柱一体结构施工技术研究

建筑施工 2023年第1期45卷 10-14页

作者：章谊肖启晟邓亮王竹君上海建工二建集团有限公司上海200090 上海建筑工程逆作法工程技术研究中心上海200090 上海建工集团股份有限公司上海200080

对既有建筑增设地下室可在不改变建筑原立面形状的基础上提升建筑使用性能。介绍了一种适用于低净空条件下既有建筑地下空间开发的桩柱一体结构,该结构中桩柱一次浇筑成形,在有利于桩柱整体性的前提下可简化施工工序。着重阐述了桩柱一... 详细信息

对既有建筑增设地下室可在不改变建筑原立面形状的基础上提升建筑使用性能。介绍了一种适用于低净空条件下既有建筑地下空间开发的桩柱一体结构,该结构中桩柱一次浇筑成形,在有利于桩柱整体性的前提下可简化施工工序。着重阐述了桩柱一体结构的施工方法,以及桩柱与新建地下室梁、板的连接方式。依托工程实践,验证了所述施工方法的可行性。在严格控制施工流程的条件下,采集了施工用时数据。总结的应用研究经验可作为既有建筑地下空间施工方法和新老混凝土构件连接方式的参考,为优化桩柱一体结构施工工序提供数据支撑。

关键词：桩柱一体结构逆作法施工方法梁柱连接界面连接时间控制

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基于拟流动角点理论的铝合金板成形仿真方法

中国有色金属学报 2024年第9期 2933-2942页

作者：刘文权扈启晟孙炜林中国民航大学航空工程学院

金属板材冲压技术已经广泛用于运载工具薄壁结构的成形制造，而有限元仿真方法能够有效缩短新成形工艺的研发周期。为保证金属板材成形预测的有效性，基于拟流动角点本构理论建立了适用于数值仿真的应力更新方法。采用半隐式返回映射算... 详细信息

金属板材冲压技术已经广泛用于运载工具薄壁结构的成形制造，而有限元仿真方法能够有效缩短新成形工艺的研发周期。为保证金属板材成形预测的有效性，基于拟流动角点本构理论建立了适用于数值仿真的应力更新方法。采用半隐式返回映射算法将拟流动角点本构理论与考虑材料轧制各向异性的Barlat'89屈服准则相结合(QF-Barlat'89)，通过编写材料子程序VUMAT，实现了本构模型在有限元分析软件Abaqus中的应用。通过对单个单元的受力特征进行对比，验证了算法的准确性。进一步对AA5052-O铝合金试样的单向拉伸及圆筒拉深成形工艺进行了仿真预测，并分析了板材尺寸对成形质量的影响。结果表明，QF-Barlat'89本构模型可以对板材的失效位移、减薄量和应变分布等成形特征进行有效预测，适用于金属板材冲压成形工艺的仿真研究。

关键词：铝合金成形预测拟流动角点理论 Barlat'89屈服准则数值模拟

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基于拟流动角点理论的铝合金板成形仿真方法

中国有色金属学报 2024年

作者：刘文权扈启晟孙炜林中国民航大学航空工程学院

金属板材冲压技术被广泛用于运载工具薄壁结构的成形制造，而有限元仿真方法能够有效缩短新成形工艺的研发周期。为保证金属板材成形预测的有效性，基于拟流动角点本构理论建立了适用于数值仿真的应力更新方法。采用半隐式返回映射算法... 详细信息

金属板材冲压技术被广泛用于运载工具薄壁结构的成形制造，而有限元仿真方法能够有效缩短新成形工艺的研发周期。为保证金属板材成形预测的有效性，基于拟流动角点本构理论建立了适用于数值仿真的应力更新方法。采用半隐式返回映射算法将拟流动角点本构理论与考虑材料轧制各向异性的Barlat’89屈服准则相结合（QF-Barlat’89），通过编写材料子程序VUMAT，实现了本构模型在有限元分析软件Abaqus中的应用。通过对单个单元的受力特征进行对比，验证了算法的准确性。进一步对铝合金AA5052-O样件的单向拉伸及圆筒拉深成形工艺进行了仿真预测，并分析了板材尺寸对成形质量的影响。结果表明，QF-Barlat’89本构模型可以对板材的关键成形特征进行有效预测，适用于金属板材冲压成形工艺的仿真研究。

关键词：铝合金成形预测拟流动角点理论 Barlat’89屈服准则数值模拟

内蒙古黄岗梁不同色调鱼眼石的谱学特征及高压X射线衍射光谱研究

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岩石矿物学杂志 2024年第3期43卷 611-618页

作者：肖启润刘迎新中国地质大学(北京)珠宝学院北京100083

通过对内蒙古黄岗梁地区不同色调绿色鱼眼石样品的基础宝石学特征、 X射线荧光光谱(XRF)、红外光谱、拉曼光谱等多方面综合分析,系统探讨了不同色调绿色鱼眼石的化学成分和谱学特征。通过高压X射线衍射(HPXRD)光谱测试,深入剖析了该矿... 详细信息

通过对内蒙古黄岗梁地区不同色调绿色鱼眼石样品的基础宝石学特征、 X射线荧光光谱(XRF)、红外光谱、拉曼光谱等多方面综合分析,系统探讨了不同色调绿色鱼眼石的化学成分和谱学特征。通过高压X射线衍射(HPXRD)光谱测试,深入剖析了该矿物在高压环境下的晶体结构特征,为揭示鱼眼石在地质运动中再次俯冲进入地壳后的稳定存在深度提供了关键线索。研究结果表明,内蒙古黄岗梁地区的鱼眼石属于氟鱼眼石,Fe^(3+)和结晶水的含量对绿色鱼眼石的色调深浅产生显著影响。在HPXRD实验中,随着压力的升高,鱼眼石的轴长和晶胞体积逐渐减小,特别是c轴的压缩率较a轴更高。在9.0 GPa和15.3 GPa两个压力节点上,观察到压缩率的突变,伴随着新衍射峰的出现以及旧衍射峰的分裂和消失。这一发现揭示了鱼眼石晶体在高压环境中发生的两次明显相变过程。本研究为鉴定鱼眼石、寻找矿物资源提供了有力的科学依据,同时为鱼眼石在地质学领域的进一步研究提供了新的视角和认识。

关键词：鱼眼石内蒙古黄岗梁化学成分晶体结构谱学分析

高精度电离层产品增强PPP-B2b定位性能分析

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第9期49卷 1517-1526页

作者：宋伟伟宋啟晟何倩倩龚晓鹏辜声峰武汉大学卫星导航定位技术研究中心湖北武汉430079 武汉大学湖北珞珈实验室湖北武汉430079 中国电子科技集团第15研究所北京100083

北斗三号卫星导航系统(BeiDou-3 satellite navigation system,BDS-3)通过PPP-B2b信号向中国及周边区域提供实时精密单点定位(precise point positioning,PPP)服务。由于PPP-B2b信号未提供电离层模型产品,目前的定位研究主要采用无电离... 详细信息

北斗三号卫星导航系统(BeiDou-3 satellite navigation system,BDS-3)通过PPP-B2b信号向中国及周边区域提供实时精密单点定位(precise point positioning,PPP)服务。由于PPP-B2b信号未提供电离层模型产品,目前的定位研究主要采用无电离层组合,其精度可以到达分米级,但是需要30 min左右的收敛时间。针对PPP-B2b定位收敛时间长的问题,分析了电离层模型产品对定位收敛性能的提升。将准四维电离层建模方法引入中国区域电离层延迟建模,并采用2021年年积日第201—207天中国区域均匀分布的50、100、150和200个基准站4种方案进行解算,结果表明,当电离层建模所用测站数量从50个增加至200个时,电离层模型产品精度从2~3 TECU提升至优于0.8 TECU。高精度电离层模型产品可以显著缩短PPP-B2b定位收敛时间,相比于目前PPP-B2b定位,基于电离层模型产品增强的单BDS-3动态PPP收敛时间仅需7.56 min,缩短77%;GPS+BDS-3双系统动态PPP收敛时间由13.51 min缩短至4.45 min。因此,高精度电离层模型产品能显著缩短PPP-B2b的定位收敛时间。

关键词：电离层模型北斗三号卫星导航系统 PPP-B2b 精密单点定位快速收敛