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聚硼硅氧烷的合成及其流变性能

材料工程 2022年第6期50卷 164-169页

作者：刘晨阳李峰翟哲李慧西安理工大学材料科学与工程学院西安710048 西安匹克玄铠新材料有限公司西安710024

为了探究聚硼硅氧烷(PBDMSs)的物理交联网络结构对体系黏弹性的影响,将不同羟基含量的端羟基聚二甲基硅氧烷(PDMS)分别与硼酸进行反应,制备不同硼化交联密度的PBDMSs,并对合成的PBDMSs的结构、热力学及流变性能进行表征。结果表明:制备... 详细信息

为了探究聚硼硅氧烷(PBDMSs)的物理交联网络结构对体系黏弹性的影响,将不同羟基含量的端羟基聚二甲基硅氧烷(PDMS)分别与硼酸进行反应,制备不同硼化交联密度的PBDMSs,并对合成的PBDMSs的结构、热力学及流变性能进行表征。结果表明:制备的PBDMSs中含有Si—O—Si,Si—O—B,CH_(3)—Si—CH_(3)和B—O—B结构单元;PBDMSs具有优异的耐低温性能,其玻璃化转变温度随着原料PDMS中羟基含量的增加而升高,且当原料PDMS的羟基含量较低时(1%和2%,质量分数),生成物PBDMSs具有一定的结晶能力;PBDMSs具有频率敏感性的特征,并且具有良好的抗冲击能力、优异的阻尼耗散能力和出色的回弹性能,原料PDMS的羟基含量影响生成物PBDMSs的物理交联网络结构,进而对PBDMSs的动态模量有显著影响,实际应用时可根据需求改变PDMS的羟基含量来调节PBDMSs的黏弹性。

关键词：端羟基聚二甲基硅氧烷玻璃化转变温度黏弹性抗冲击性能

火灾下双钢板-混凝土组合墙抗冲击机理分析与挠度预测

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爆炸与冲击 2024年第1期44卷 11-25页

作者：杨耀堂王蕊赵晖侯川川太原理工大学土木工程学院山西太原030024 北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191

双钢板-混凝土组合墙(steel-concrete composite wall,SC wall)常用于核电站、超高层等重要结构的承重构件,其在偶然荷载作用下的力学性能也是其推广应用的关键指标。为此,针对火灾下SC墙的抗冲击性能进行研究并给出相关设计建议。首先... 详细信息

双钢板-混凝土组合墙(steel-concrete composite wall,SC wall)常用于核电站、超高层等重要结构的承重构件,其在偶然荷载作用下的力学性能也是其推广应用的关键指标。为此,针对火灾下SC墙的抗冲击性能进行研究并给出相关设计建议。首先建立了SC墙在火灾与冲击耦合作用下的有限元模型,在验证模型可靠性基础上,开展了火灾下SC墙抗冲击机理的分析;然后研究了轴力、受火时间、材料强度、冲击能量与抗剪连接件形式等参数对SC墙在火灾下抗冲击性能的影响规律;最后给出了该类构件在耦合工况下跨中峰值挠度的预测公式。结果表明:随着受火时间的增加,SC墙受冲击变形模式由局部冲切逐渐转变为整体弯曲破坏;火灾下,混凝土为SC墙受冲击的主要耗能部件;混凝土强度、轴力与抗剪连接件形式对SC墙在高温下的抗冲击性能影响显著,钢板强度的影响则较小;建议的公式可较合理地预测火灾下SC墙受冲击后的跨中峰值挠度。

关键词：双钢板-混凝土组合墙火灾抗冲击性能破坏模式挠度预测

API 5L X56管中管横向冲击性能的数值研究

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振动与冲击 2023年第13期42卷 92-102页

作者：高旭东石健邵永波李康帅西南石油大学机电工程学院成都610500 西南石油大学土木工程与测绘学院成都610500

随着海洋石油行业的蓬勃发展,油气田开发不断向深海发展,对海底管道性能的要求也不断提高。管中管具有良好的保温性能而逐渐得到应用;为系统地研究管中管结构的横向抗冲击性能,采用非线性有限元程序建立了数值模型,并与试验数据进行验... 详细信息

随着海洋石油行业的蓬勃发展,油气田开发不断向深海发展,对海底管道性能的要求也不断提高。管中管具有良好的保温性能而逐渐得到应用;为系统地研究管中管结构的横向抗冲击性能,采用非线性有限元程序建立了数值模型,并与试验数据进行验证。参数化研究发现,一定冲击能量下,聚氨酯泡沫所吸收的能量与管中管的内管和外管所吸收能量的总和相比所占比重较小;随管中管壁厚和钢材等级的提高,管道的局部凹陷程度降低,海底管中管抵抗冲击变形的能力越强;随管中管悬跨长度增加,管中管跨中截面的残余位移逐渐增大,而横截面残余变形和局部凹陷深度逐渐减小,整体弯曲变形所占的比重逐渐增加,局部凹陷所占的比重有所减小。

关键词： API 5L X56管中管抗冲击性能聚氨酯泡沫参数研究局部凹陷

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重载车辆作用下UHPC桥墩防撞性能研究

中南大学学报（自然科学版） 2022年第11期53卷 4570-4579页

作者：姜钰宸杨剑刘义康中南大学土木工程学院湖南长沙410075

普通混凝土NC(normal concrete)桥墩在遭遇车辆撞击时往往表现出承载能力不足,可能导致严重的结构破坏甚至人员伤亡。为此,基于超高性能混凝土UHPC(ultra-high performance concrete)良好抗冲击性能和超高强度,对UHPC桥墩的防撞性能进... 详细信息

普通混凝土NC(normal concrete)桥墩在遭遇车辆撞击时往往表现出承载能力不足,可能导致严重的结构破坏甚至人员伤亡。为此,基于超高性能混凝土UHPC(ultra-high performance concrete)良好抗冲击性能和超高强度,对UHPC桥墩的防撞性能进行研究。采用ANSYS/LS-DYNA建立车-桥碰撞有限元模型,对UHPC桥墩的撞击过程、耗能特性和碰撞力进行对比研究。研究结果表明:相比NC桥墩,UHPC桥墩具有较强的抗损伤能力和优异的抗冲击性能;在重载车辆撞击下,UHPC桥墩的破坏仅以轻微混凝土剥落和柱脚剪切损伤为主,而NC桥墩出现较严重的混凝土开裂和剥落现象;在重载车辆撞击时,NC和UHPC桥墩均产生2个峰值碰撞力,且UHPC桥墩的2个峰值力均明显比NC桥墩的峰值力大。

关键词： UHPC桥墩抗冲击性能重载车辆桥墩损伤冲击力

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船舶中压交流真空断路器结构抗冲击性能研究

振动与冲击 2022年第3期41卷 253-261,315页

作者：黄镭王华敏涂煜王威沙新乐徐庭伟武汉船用电力推进装置研究所舰船综合电力技术国防科技重点实验室武汉430064 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049

船舶机电设备的抗冲击性能是考核设备战时生命力的重要指标。该研究采用冲击试验机试验和数值仿真方法研究了船舶中压交流真空断路器的抗冲击性能。研究结果表明:原样机在冲击试验后出现了由于结构变形引起的技术特性参数变化(断路器一... 详细信息

船舶机电设备的抗冲击性能是考核设备战时生命力的重要指标。该研究采用冲击试验机试验和数值仿真方法研究了船舶中压交流真空断路器的抗冲击性能。研究结果表明:原样机在冲击试验后出现了由于结构变形引起的技术特性参数变化(断路器一相超程过小);样机模型的应力危险区域主要存在于底板和支撑底座,对该部分结构采用数值仿真方法(频域载荷)改进模型,改进后模型满足抗冲击性能要求;时域载荷作用下断路器模型的瞬态响应特性呈现为垂向响应较为剧烈,横向、纵向较为缓和,且在0.015 s内响应最为剧烈,于0.15 s趋于稳定;两种载荷作用下的模型响应结果较为接近,其中频域载荷应力值统计结果整体略大于时域载荷,选用频域载荷仿真计算更为保守。

关键词：船舶断路器抗冲击性能数值仿真有限元分析

多尺度钢纤维混杂增强水泥基材料抗冲击性能及阻裂能力

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材料导报 2024年第2期38卷 81-88页

作者：郭远臣刘芯州王雪叶青向凯王锐重庆三峡学院土木工程学院

为更好地研究钢纤维混杂方式对水泥基材料的增强作用，本研究使用长度分别为6 mm(S)、13 mm(M)和35 mm(H)的三种钢纤维，进行单掺、双掺、三掺制备钢纤维增强水泥基材料，采用圆柱体试件进行落锤冲击试验，从冲击次数及耗能、破坏形态... 详细信息

为更好地研究钢纤维混杂方式对水泥基材料的增强作用，本研究使用长度分别为6 mm(S)、13 mm(M)和35 mm(H)的三种钢纤维，进行单掺、双掺、三掺制备钢纤维增强水泥基材料，采用圆柱体试件进行落锤冲击试验，从冲击次数及耗能、破坏形态、裂缝宽度发展等方面探究混杂方式对水泥基材料抗冲击性能及阻裂能力的影响。试验结果表明：钢纤维从单掺到三掺，材料抗冲击性能逐渐增强。钢纤维单掺对水泥基材料强度及抗冲击性能提升效果依次为：M>H>S;双掺组合方式从优到劣为：M+H>S+M>S+H,当1.5%(体积分数，下同)M与0.5%H混掺时材料的增强、增韧效果最佳，28 d抗折强度为22.6 MPa,较单掺M和H分别提高了3.2%和31.4%,抗压强度为154.8 MPa,较单掺M和H分别提高了40.1%和65.5%,初裂与破坏冲击耗能比单掺M和H分别提高了23.5%、425%和36.7%、300%;三掺最优掺量为0.5%S、0.5%M和1%H,初裂和破坏冲击耗能比最优双掺M1.5H0.5组分别提高了33.3%、1.9%。双参数的Weibull分布可以合理地描述钢纤维混杂增强水泥基材料的初裂冲击次数(N1)和破坏冲击次数(N2)。S抑制微裂缝的产生与扩张，M和H阻止宏观裂缝在不同受荷阶段的发展，在不同结构层次、不同受荷阶段发挥逐级阻裂作用。

关键词：水泥基材料钢纤维混杂抗冲击性能阻裂能力

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抗冷流剪切硬化复合胶的制备及性能

高分子材料科学与工程 2023年第12期39卷 45-51页

作者：李想胡嘉炜刘嘉婷卢嘉威李朔陈一湖南工业大学包装与材料工程学院湖南株洲412007

为了改善剪切硬化胶(SG)的冷流特性,拓展其应用领域,以硼-氧交联聚硅橡胶SG为基材,通过溶剂共混的方式加入有机高分子吸油材料聚甲基丙烯酸月桂酯(PLMA),制备得到一系列剪切增稠复合胶(P-SG)。研究了PLMA含量对复合胶蠕变性、剪切增稠... 详细信息

为了改善剪切硬化胶(SG)的冷流特性,拓展其应用领域,以硼-氧交联聚硅橡胶SG为基材,通过溶剂共混的方式加入有机高分子吸油材料聚甲基丙烯酸月桂酯(PLMA),制备得到一系列剪切增稠复合胶(P-SG)。研究了PLMA含量对复合胶蠕变性、剪切增稠性、抗冲击性及疏水性的影响。结果表明,随着PLMA含量的增加,P-SG抗蠕变性增强,并且显示出更佳的硬化性能;落锤冲击测试中,P-SG5耗散的能量较纯SG高出32.6%,表现出更优异的抗冲击性能;此外,PLMA的强疏水性使得P-SG的疏水性能进一步提升,有效地拓宽了材料的应用领域。

关键词：剪切硬化抗蠕变性抗冲击性能疏水性

FRP-混凝土-钢双壁空心管柱抗冲击性能研究与机理分析

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爆炸与冲击 2023年第10期43卷 44-56页

作者：赵艺佳王蕊赵晖毛敏沈玲华太原理工大学土木工程学院山西太原030024 山西省交通科技研发有限公司山西太原030032

FRP-混凝土-钢双壁空心管柱(FRP-concrete-steel double skin tubular columns)目前已在桥梁墩柱中得到应用,抗冲击性能是其推广应用的重要指标。为此,基于前期试验,采用ABAQUS软件建立了考虑轴力与侧向冲击耦合影响的有限元模型。首先... 详细信息

FRP-混凝土-钢双壁空心管柱(FRP-concrete-steel double skin tubular columns)目前已在桥梁墩柱中得到应用,抗冲击性能是其推广应用的重要指标。为此,基于前期试验,采用ABAQUS软件建立了考虑轴力与侧向冲击耦合影响的有限元模型。首先,分析了轴力-冲击联合作用下该类构件的抗冲击机理;其次,重点研究了FRP厚度和缠绕角度、轴压比、冲击速度、空心率、内钢管径厚比与材料强度对抗冲击性能的影响;最后,给出了轴力-冲击耦合作用下构件动力放大系数的计算公式。结果表明,混凝土的塑性变形是构件抗冲击的主要耗能机制;轴力对构件抗冲击性能有明显影响,当轴压比大于0.7时,轴力对抗冲击性能有削弱作用;内钢管径厚比对构件抗冲击性能影响较小;建议的计算公式可较好地预测该类构件的抗冲击承载力。

关键词：抗冲击性能冲击力 FRP-混凝土-钢双壁空心管柱机理分析动力放大系数

高速冲击载荷下梯度金属泡沫夹芯梁的动态响应与失效

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爆炸与冲击 2023年第5期43卷 99-109页

作者：魏建辉李旭黄威徐宏建方搏鹏武汉第二船舶设计研究所湖北武汉430061 华中科技大学船舶与海洋工程学院湖北武汉430074 天津航海仪器研究所天津300131

采用泡沫弹冲击加载实验对梯度金属泡沫夹芯梁结构开展了不同冲击强度下的动态响应和失效研究,分析了由三种不同密度泡沫铝组成的等面密度的五种不同梯度的夹芯结构在夹支边界条件下的抗高速冲击性能,结合三点弯曲实验,研究梯度效应对... 详细信息

采用泡沫弹冲击加载实验对梯度金属泡沫夹芯梁结构开展了不同冲击强度下的动态响应和失效研究,分析了由三种不同密度泡沫铝组成的等面密度的五种不同梯度的夹芯结构在夹支边界条件下的抗高速冲击性能,结合三点弯曲实验,研究梯度效应对夹芯结构抗冲击性能的影响。研究表明:密度梯度对结构的失效过程和失效模式有着明显的影响,且夹芯梁结构的初始失效模式对结构整体响应和主要的能量吸收机制起着主导作用;当冲击条件不足以使得均质芯材发生压缩时,均质及负梯度夹芯结构初始失效模式为整体弯曲变形,低强度芯层位于前两层的梯度结构随着冲击强度的变化出现不同程度的局部芯层压缩;当冲击强度较低时,梯度结构通过丰富的局部失效表现出明显优于均质结构的抗冲击变形能力;当冲击强度大于临界值时,均质结构具有更好的抗冲击变形能力。通过合理地设计密度梯度实现逐层压缩吸能,能够有效的提升防护结构的抗冲击性能。

关键词：梯度夹芯结构抗冲击性能动态响应失效模式