检索结果-南通市图书馆

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于模量匹配的沥青路面裂缝修补材料研究

基于模量匹配的沥青路面裂缝修补材料研究

作者：刘晓佩兰州理工大学

学位级别：硕士

裂缝是沥青路面主要病害之一,如果裂缝得不到及时修补,在水和荷载共同作用下,会导致更为严重的沥青路面结构性破坏,严重降低沥青路面的整体性、安全性和行车舒适性。因此,实现沥青路面裂缝快速有效修补是提高沥青路面使用性能的有效方... 详细信息

裂缝是沥青路面主要病害之一,如果裂缝得不到及时修补,在水和荷载共同作用下,会导致更为严重的沥青路面结构性破坏,严重降低沥青路面的整体性、安全性和行车舒适性。因此,实现沥青路面裂缝快速有效修补是提高沥青路面使用性能的有效方法。沥青路面裂缝病害的修复手段主要以填缝修补为主。但目前关于裂缝修补材料的研究多集中于材料自身性能的提高,而忽略了裂缝修补材料与沥青路面材料之间由于模量差异而导致的力学相容性问题。本文通过建立有限元模拟计算模型,研究了裂缝修补材料与沥青路面材料之间不同模量差异时沥青路面道路结构动力响应的变化规律,确定了使裂缝修补系统均匀承受车辆荷载时裂缝修补材料与沥青路面材料的最佳匹配模量比。以裂缝修补材料的最佳匹配模量为主要设计原则,研制出一种水泥-乳化沥青-环氧树脂复合砂浆(CAE砂浆),该材料具有优良的使用性能,且与沥青路面材料力学相容性较好。主要研究内容和结论如下:(1)建立沥青路面裂缝修补系统的Abaqus有限元计算模型,分析动态荷载作用下,裂缝修补材料与沥青路面材料不同模量比时,裂缝修补系统竖向应力、纵向应力及剪应力等力学响应指标的变化规律。结果表明:随着模量比的增大,裂缝修补材料受力逐渐增大,沥青路面材料受力逐渐减小,裂缝修补材料与沥青路面的模量接近时,裂缝修补系统受力均匀,能达到较好的修补效果。为使沥青路面裂缝修补系统拥有最好的力学相容性,裂缝修补材料应与沥青路面材料的最佳匹配模量比为1。(2)通过CAE砂浆施工性能、力学性能、干缩性能、微观性能及粘结性能的实验研究,进行CAE砂浆中环氧树脂改性剂掺量的优化设计。结果表明:当环氧树脂组分与沥青组分的质量比(E/A)为0.6时,CAE砂浆的各项性能指标均能得到较好的提升,因此,以E/A=0.6作为环氧树脂的最佳掺量。(3)通过CAE砂浆与沥青混合料单轴压缩试验绘制应力-应变曲线,获得不同应变速率下二者的弹性模量,基于模量匹配的原则确定CAE砂浆中乳化沥青的掺量。结果表明:车辆移动速度范围为100m/s、沥青组分与水泥组分的质量比(A/C)为0.4时,能实现CAE砂浆与沥青混凝土的模量匹配,因此,以A/C=0.4作为乳化沥青的最佳掺量。

关键词：沥青路面裂缝修补材料有限元计算模量匹配复合砂浆

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

模量匹配对MPU/NBR共混胶性能的影响

橡塑技术与装备 2020年第15期46卷 17-21页

作者：杜伟邓涛青岛科技大学高分子科学与工程学院山东青岛266042

探究了MPU/NBR共混胶在硫化过程和热氧老化过程中,橡胶模量变化对共混胶性能的影响。研究表明,MPU的硫化速度缓慢,而NBR的硫化速度相较于MPU快速,这种硫化特性的差异导致共混胶中MPU相的硫化受到抑制,力学性能出现MPU>NBR>30MPU/70NBR>7... 详细信息

探究了MPU/NBR共混胶在硫化过程和热氧老化过程中,橡胶模量变化对共混胶性能的影响。研究表明,MPU的硫化速度缓慢,而NBR的硫化速度相较于MPU快速,这种硫化特性的差异导致共混胶中MPU相的硫化受到抑制,力学性能出现MPU>NBR>30MPU/70NBR>70MPU/30NBR的现象。但是在后期热空气老化过程中,MPU相发生二次硫化,交联程度变大,共混胶性能逐渐呈现两相加和效果的趋势,即MPU>70MPU/30NBR>30MPU/70NBR>NBR。

关键词：混炼型聚氨酯橡胶橡胶共混模量匹配动态力学性能动态生热

高刚度环氧树脂与高模碳纤维的界面相容和性能匹配

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

复合材料学报 2019年第9期36卷 2076-2085页

作者：许鹏李刚于运花杨小平北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验室

自行开发了一种高刚度环氧树脂(5182树脂),研究了5182树脂的增刚机制、耐热性能和力学性能。结果表明,原位生成的酰亚胺刚性链段及增加的多交联位点提高了5182树脂交联网络的刚性,其玻璃化转变温度达228℃,拉伸模量达到4 375MPa。采用... 详细信息

自行开发了一种高刚度环氧树脂(5182树脂),研究了5182树脂的增刚机制、耐热性能和力学性能。结果表明,原位生成的酰亚胺刚性链段及增加的多交联位点提高了5182树脂交联网络的刚性,其玻璃化转变温度达228℃,拉伸模量达到4 375MPa。采用高刚度5182树脂制备了国产BHM3和东丽M40J高模碳纤维增强高刚度环氧树脂复合材料,考察了高模碳纤维/高刚度环氧树脂单丝复合材料的界面黏结性能和断面微观形貌,并评价了高模碳纤维/高刚度环氧树脂单向复合材料的宏观力学性能。结果表明,由于树脂模量的提高及界面破坏区域由碳纤维表面转移到环氧树脂区,高模碳纤维/高刚度环氧树脂复合材料的界面剪切强度最高达106.8 MPa,宏观力学性能优异,尤其弯曲性能和层间剪切强度大幅提高。

关键词：高模碳纤维环氧树脂模量匹配力学性能界面性能

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于预应变加筋土复合体力学特性试验研究

中外公路 2020年第2期40卷 239-242页

作者：匡希龙雷鸣黄筑强长沙学院土木工程学院湖南长沙410022

通过对未进行土工加筋、常规土工加筋及预应变加筋3种工况的土体对比试验,揭示常规土工加筋虽然对控制路堤的侧向变形及不均匀沉降有一定效果,但预应变加筋对提高路堤的稳定性,其效果更加明显,进而分析了预应变加筋土技术的力学特性;同... 详细信息

通过对未进行土工加筋、常规土工加筋及预应变加筋3种工况的土体对比试验,揭示常规土工加筋虽然对控制路堤的侧向变形及不均匀沉降有一定效果,但预应变加筋对提高路堤的稳定性,其效果更加明显,进而分析了预应变加筋土技术的力学特性;同时,给出了预应变加筋土技术中土工网合理的拉伸范围,并提出常规加筋技术中土工筋材与土体之间弹性模量相互匹配问题。为土工加筋尤其是预应变加筋施工技术的推广应用提供了参考依据。

关键词：土工材料预应变加筋力学特性模量匹配

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

碳纤维复合材料梯度界面构筑及增强机制研究

碳纤维复合材料梯度界面构筑及增强机制研究

作者：郑浩青岛大学

学位级别：硕士

碳纤维(CFs)增强聚合物基复合材料因其质轻、高强、高比刚等优良特性,被作为国家长期战略发展材料,在航空航天、交通运输、电子信息等领域应用广泛。然而,CFs表面石墨化程度高、表面化学活性差,与树脂的化学与物理作用弱。另外,纤维与... 详细信息

碳纤维(CFs)增强聚合物基复合材料因其质轻、高强、高比刚等优良特性,被作为国家长期战略发展材料,在航空航天、交通运输、电子信息等领域应用广泛。然而,CFs表面石墨化程度高、表面化学活性差,与树脂的化学与物理作用弱。另外,纤维与树脂的模量差距大,导致界面无法均匀传递应力,造成应力集中。因此,为解决上述问题,在本研究中,基于多尺度梯度界面层的构筑,从优化改性方法、增加界面尺度和双向结构设计三个角度出发,来同时增强纤维与树脂的相互作用以及平衡二者的模量,实现了碳纤维复合材料界面性能的显著增强。本文研究了CFs表面化学元素组成、微观结构、浸润性、界面厚度以及模量变化趋势与其复合材料界面性能之间的关系,并阐述了界面增强机理。主要研究内容如下:1.利用芘类衍生物(氨基芘和芘丁酸)与CF和碳纳米管(CNTs)的π-π相互作用,通过简单且非破坏性的方式实现了对二者的功能化,而后通过缩合剂(HATU)将CNTs和聚醚胺(PEA)化学接枝到纤维表面,建立多级梯度模量“刚-柔”界面层。通过多种表征方法对纤维表面的化学组成与结构进行分析,确定了“刚-柔”结构的成功构筑,并通过对复合材料的力学性能测试,研究所构筑结构对复合材料界面性能的影响。实验结果表明,CF-CNTs-PEA/环氧树脂复合材料的界面剪切强度(IFSS)、层间剪切强度(ILSS)、横向断裂拉伸强度(TFBT)和弯曲强度分别比CF/环氧树脂复合材料提高了71.1%、58.3%、89.7%和45.7%。另外,通过对其破坏后的断面进行分析,讨论了复合材料界面增强机理。CF-CNTs-PEA上丰富的反应基团不仅与树脂产生化学键合,而且聚合物链可与环氧树脂链缠结并参与固化,显著增强了纤维与树脂的相互作用。此外,形成的“刚-柔”梯度模量界面层可以有效地减缓纤维到树脂的模量过渡,有效地传递应力。2.为了使碳纤维复合材料具有更优异的界面性能,通过增加界面结构尺度实现纤维与树脂的模量进一步的平衡以及界面相的增厚。通过化学接枝的方法在CF表面依次引入CNTs、PEA、CNTs来构建多尺度的“刚-柔-刚”“双节棍”结构。实验结果表明,CF-CNTs-PEA-CNTs/环氧树脂复合材料与未处理的CF/环氧树脂复合材料相比,IFSS、ILSS和TFBT的强度分别提高了73.4%、65.4%和137.0%。通过对复合材料界面在扫描电镜(SEM)中关于C元素的EDS线扫和原子力显微镜(AFM)力学模式下模量变化的分析,证明了更厚的多级梯度界面相的成功构筑。CF-CNTs-PEA-CNTs的润湿性、粗糙度和活性增强,促进了CF与树脂之间的机械互锁和化学键合。更重要的是,“刚-柔-刚”结构的构筑使复合材料获得了更厚的梯度模量界面层,更充分地平缓了纤维到树脂的模量过渡,并且实现了应力的多级消耗。3.以上研究证明了CF表面多级梯度模量结构的构筑可以有效地平缓纤维到树脂模量的过渡。考虑到纤维与树脂模量相差两个数量级,同时增强树脂的模量可以有效地增强复合材料界面性能。通过使用CNTs-PEA对CF表面和树脂进行改性,实现复合材料的双向结构设计。对CF表面化学组成与微观结构表征证明了多尺度梯度模量的构筑,以及对CNTs-PEA改性树脂力学性能测试证明树脂模量的提升。最终,通过对CF、CF-CNTs-PEA/EP、CF/CNTs-PEA@EP、CF-CNTs-PEA/CNTs-PEA@EP的界面性能进行对比,证明双向结构对复合材料界面性能优化的有效性。实验结果表明,双向结构设计的CF复合材料的ILSS与原始CF复合材料相比提高了41.2%,与仅CF表面改性和仅树脂改性相比分别提高了17.7%和8.0%,并对其界面增强机理进行了讨论。对于CF-CNTs-PEA/CNTs-PEA@EP,通过增强树脂模量来进一步缩小CF和树脂之间模量差异,同时通过CF表面的“刚-柔”结构设计产生的多级梯度界面来平缓从CF到树脂的模量。二者共同作用实现纤维与树脂模量的匹配,优化了复合材料界面性能。

关键词：碳纤维/环氧树脂复合材料多级梯度模量界面增强模量匹配界面性能

不同力学行为的NBR基硫化胶性能变化及机理研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

不同力学行为的NBR基硫化胶性能变化及机理研究

作者：孙臻豪青岛科技大学

学位级别：硕士

本课题以丁腈橡胶(NBR)及其共混胶为研究对象,通过改变NBR基硫化胶的网络结构(化学交联网络及物理补强网络),研究其在不同力学行为下的性能变化及相关机理,构建起微观结构变化与宏观性能的联系,以期为NBR制品性能的规律性研究,提供一定... 详细信息

本课题以丁腈橡胶(NBR)及其共混胶为研究对象,通过改变NBR基硫化胶的网络结构(化学交联网络及物理补强网络),研究其在不同力学行为下的性能变化及相关机理,构建起微观结构变化与宏观性能的联系,以期为NBR制品性能的规律性研究,提供一定的指导和借鉴意义。本课题改变硫化交联网络及老化网络,对NBR基硫化胶的化学交联网络展开研究,考察了NBR基硫化胶的常规物理机械性能、变速拉伸、拉伸应力松弛、压缩应力松弛、动态力学性能等性能。(1)通过改变硫化体系中硫化剂与促进剂的种类及用量,考察了不同硫化体系下主要交联键型变化对NBR硫化胶在不同力学行为下性能的影响。发现交联程度增加和高速拉伸均会减弱橡胶大分子链的滑移,NBR硫化胶柔顺性减弱,模量增加。(2)利用噻二唑硫化体系和硫黄硫化体系的硫化特性,通过改变PT75/903的用量,考察了调控CM相交联密度变化对NBR/CM在不同力学行为下性能的影响。研究发现CM相交联密度增加所引起的共混胶模量变化大于其本身的模量变化,且CM相在大形变下模量贡献更大。通过共混法则,较为准确地计算了共混胶的储能模量。CM相交联密度减小,两相定伸应力逐渐靠近,模量匹配程度逐渐增强,共混胶的应力集中效应减弱,运动一致性增强,从性能上表现为共混胶断裂伸长率增加。(3)利用不同溶剂对同一种硫化胶的溶胀性不同,测得NBR/EPDM共混胶中两相交联密度,通过对NBR、EPDM硫化胶定伸应力-交联密度的拟合与相关计算,得到共混胶关于应力-应变关系计算值,与实测应力-应变曲线相近,且整体误差较小。两相交联密度增加使得共混胶在松弛性能上得到改善。(4)研究了不同防老机理对老化后NBR硫化胶的分子链网络的影响,RD/MB并用的NBR硫化胶,其性能保持性较好,老化网络变化较慢,且与RD/4010NA并用的NBR硫化胶相比,在压缩松弛性能中相差不大。(5)研究了老化过程对NBR/EPDM共混胶两相交联网络的影响,发现NBR相交联网络受老化影响较大,且随老化时间增加,NBR相对共混胶的模量贡献逐渐增大。(6)研究了不同品种的填料并用对NBR硫化胶在不同力学行为下性能的影响,考察了NBR硫化胶的常规物理机械性能、循环拉伸、拉伸及压缩应力松弛、变温动态扫描等性能,结合相关模型加以解释说明。SG6-3材料由于其比表面积较大且表面活性基团较少,随其并用比增加,NBR的G'和G"均下降,不同行为下的性能会有所下降,但是,由于其较小的弹性势能和黏性势能,在高温压缩中,松弛速率反而变慢。

关键词： NBR CM EPDM 应力松弛两相交联密度模量匹配变速拉伸

MPU/NBR与MPU/EPDM共硫化匹配性的比较

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

橡塑技术与装备 2021年第1期47卷 47-50页

作者：杜伟邓涛青岛科技大学高分子科学与工程学院山东青岛266042

本文分别对MPU/NBR共混胶和MPU/EPDM共混胶进行了不同并用比的实验研究,分别将二者在硫化特性曲线、拉断强度变化、应力-应变关系、热氧老化性能变化以及动态生热性能变化规律进行对比,结果发现,MPU/EPDM共混胶的硫化匹配程度明显好于MP... 详细信息

本文分别对MPU/NBR共混胶和MPU/EPDM共混胶进行了不同并用比的实验研究,分别将二者在硫化特性曲线、拉断强度变化、应力-应变关系、热氧老化性能变化以及动态生热性能变化规律进行对比,结果发现,MPU/EPDM共混胶的硫化匹配程度明显好于MPU/NBR共混胶。在MPU中加入NBR会使得MPU相的硫化受到抑制,硫化程度过低,这是由于二者硫化特性不匹配所造成。与之对比的MPU与EPDM硫化特性相近,MPU/EPDM共混胶两相影响较小。

关键词：混炼型聚氨酯橡胶(MPU) 橡胶共混模量匹配应力-应变关系动态生热