检索结果-南通市图书馆

不同细粒含量与间断比下不连续级配砂砾土渗蚀的CFD-DEM数值模拟

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

中南大学学报（自然科学版） 2024年第7期55卷 2677-2689页

作者：刘垒雷邓刚李维朝陈锐周超徐立强哈尔滨工业大学(深圳)土木与环境工程学院广东深圳518055 广东省土木工程智能韧性结构重点实验室广东深圳518055 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 香港理工大学土木与环境工程系中国香港999077

基于CFD-DEM方法,开展了不同细粒含量(质量分数,下同)与间断比下不连续级配砂砾土渗蚀数值试验,从宏细观角度研究了细粒含量与间断比对渗蚀的联合作用机理。研究结果表明:土体侵蚀率随间断比的增大而增加,当间断比G较小(G<3)时,土样内... 详细信息

基于CFD-DEM方法,开展了不同细粒含量(质量分数,下同)与间断比下不连续级配砂砾土渗蚀数值试验,从宏细观角度研究了细粒含量与间断比对渗蚀的联合作用机理。研究结果表明:土体侵蚀率随间断比的增大而增加,当间断比G较小(G系数几乎不发生改变,粗颗粒间孔隙直径增大,导致更多弱接触细颗粒流失,从而使得侵蚀率随间断比增加;相反,当细粒含量较高(如35%)时,参与应力传递的细颗粒比例相对较高,间断比增大导致粗颗粒数量减少,细颗粒流失易导致整个土体力链体系破坏,引起骨架颗粒重组变形,进而释放更多约束颗粒,加剧颗粒流失,故侵蚀率增加是孔隙直径增大和渗蚀过程中土骨架不断发生变形共同作用的结果。

关键词： CFD-DEM 渗蚀间断比不连续级配土侵蚀率颗粒迁移

脆性材料统一断裂相场方法及其裂缝宽度的确定

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

工程力学 2024年第6期41卷 1-8页

作者：王飞阳上海理工大学理学院深海高端装备系统研究院上海200093 上海理工大学环境与建筑学院土木工程系上海200093

岩石、混凝土等脆性材料的开裂问题一直是国内外关注的热点和难点,裂缝的演化使得脆性材料的力学性能难以预测。针对脆性材料的拉、剪和拉剪复合开裂问题,将统一拉伸断裂准则引入到相场理论,进而基于谱分解技术提出了统一断裂相场方法,... 详细信息

岩石、混凝土等脆性材料的开裂问题一直是国内外关注的热点和难点,裂缝的演化使得脆性材料的力学性能难以预测。针对脆性材料的拉、剪和拉剪复合开裂问题,将统一拉伸断裂准则引入到相场理论,进而基于谱分解技术提出了统一断裂相场方法,并通过交错算法在商业有限元软件中实现了该方法。拉伸断裂试验和拉剪复合断裂试验数值模拟结果表明:统一断裂相场方法具有热力学一致性,该方法不仅能准确模拟裂缝演化过程中脆性材料的力学性能,还能精准预测拉剪复合裂缝的扩展路径。此外,运用水平集理论构建了一个相场函数,识别了相场裂缝的分界面,进而通过理论推导得出了相场裂缝宽度的计算公式,并对其进行了验证。该研究旨在提出精准预测脆性材料拉、剪和拉剪复合开裂的相场方法,以保障土木工程结构的安全。

关键词：断裂相场方法拉剪复合裂缝热力学一致性交错算法裂缝宽度

高比能锂离子电池单晶高镍层状正极材料晶体生长动力学(英文)

同方期刊数据库博看期刊评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年

作者：李凤田宇航葛露霞樊盛龙公茂盛范稞侯配玉魏显起济南大学物理科学与技术学院香港理工大学应用物理系

固相反应过程中单晶高镍正极材料晶体生长动力学相关问题亟待澄清。本文系统地研究了合成条件，尤其升温速率，对于高镍氧正极反应动力学的影响规律。研究发现随着升温速率的升高，高镍氧化物的生长速率随之升高。从头算分子动力学计算... 详细信息

固相反应过程中单晶高镍正极材料晶体生长动力学相关问题亟待澄清。本文系统地研究了合成条件，尤其升温速率，对于高镍氧正极反应动力学的影响规律。研究发现随着升温速率的升高，高镍氧化物的生长速率随之升高。从头算分子动力学计算表明高升温速率引起平衡位置的急剧震荡，降低了体系热力学稳定性，导致晶体表面倾向发生结构重构。晶界中间相形成将有助于加快原子扩散诱导的界面融合，提高了晶体生长动力学。然而，过高升温速率会加剧高镍正极材料Li+/Ni2+混排。相比于多晶体，单晶高镍正极具有改善的结构和热稳定性，但是降低了比容量和倍率性能。

关键词：锂离子电池高镍正极单晶生长动力学升温速率

可恢复功能复合结构体系基于层间位移角谱的抗震设计方法

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

建筑结构学报 2024年第10期45卷 67-77页

作者：武大洋赵斌杨国涛邢丽丽青岛理工大学土木工程学院山东青岛266520 同济大学结构防灾减灾工程系上海200092

针对可恢复功能结构的抗震韧性设计,需解决震后功能恢复需求与抗震韧性能力之间的量化问题。为此,以层间位移角为主要设计指标,采用拓展弯剪双梁模型初步建立了可恢复功能复合结构体系基于层间位移角谱的抗震设计方法。在设防和罕遇两... 详细信息

针对可恢复功能结构的抗震韧性设计,需解决震后功能恢复需求与抗震韧性能力之间的量化问题。为此,以层间位移角为主要设计指标,采用拓展弯剪双梁模型初步建立了可恢复功能复合结构体系基于层间位移角谱的抗震设计方法。在设防和罕遇两水准地震作用下,采用弹性设计计算和弹塑性响应估算的两阶段设计框架和流程。弹性阶段采用由层间位移角谱建立的震后功能恢复需求与抗震韧性能力之间的量化关系完成参数计算,弹塑性阶段进行响应估算完成位移与层间位移角的验算。基于概率考虑残余位移的性能评估表明:据此方法设计的复合体系可以实现两水准地震作用下的设计目标;相比无控结构,复合体系不仅在两水准地震作用下的层间位移角均值降幅达到50%和60%,而且在增量地震作用下残余变形和损伤分布均得到有效控制。

关键词：可恢复功能结构复合结构体系抗震设计方法层间位移角谱分布参数模型性能评估

循环加卸载过程中灰岩微细观损伤特征的试验研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

岩土力学 2024年第3期45卷 685-696页

作者：刘汉香叶刁瑜别鹏飞朱星成都理工大学环境与土木工程学院四川成都610059 成都理工大学计算机与网络安全学院四川成都610059

岩石的动力学性质是影响岩质边坡地震动力稳定性的关键内因。地震产生的循环往复作用会造成岩石损伤和破坏,劣化岩石性能,降低岩质边坡的稳定性。为了深入研究岩石在动力荷载下的损伤特征,以某岩质斜坡出露的二叠系灰岩为研究对象,联合... 详细信息

岩石的动力学性质是影响岩质边坡地震动力稳定性的关键内因。地震产生的循环往复作用会造成岩石损伤和破坏,劣化岩石性能,降低岩质边坡的稳定性。为了深入研究岩石在动力荷载下的损伤特征,以某岩质斜坡出露的二叠系灰岩为研究对象,联合单轴循环加卸载试验和微细观试验,从微细观角度研究了岩样在循环加卸载过程中的损伤特征和损伤演化规律,分析了不同加载条件对微细观损伤的影响,开展了宏观和微细观参数的关联分析。研究结果表明:岩样内部的损伤是一个渐进性过程,在破坏前,随着应力幅值和循环周次的增加,表现为以小孔隙的生成、扩展和贯通为主,大孔隙的数量轻微增加且数量相对少得多;与变上限应力加载相比,变下限应力加载更有利于小孔隙的连通和大孔隙的形成,导致岩样内部微裂隙面积更大,在宏观上表现为平均弹性模量的降低;在变上限应力时,低应力幅值的循环荷载对岩石内部结构劣化效应比单轴压缩条件下的大,而高应力幅值的循环荷载反而可能对岩石内部孔隙有一定压密作用,导致孔隙度相对较小,劣化效应相对减弱;综合多种微细观损伤变量演化趋势,可判断岩样在循环加卸载下经历了一段裂纹稳定扩展的阶段,对应的上限应力和下限应力范围分别为(0.4~0.6)σ_(f)(σ_(f)为静态峰值强度)和(0.3~0.5)σ_(f)。研究成果有助于从微细观层次更好地理解岩石的动力学特性,为岩质斜坡在地震作用下的动力响应行为和灾害孕育及启动过程提供理论解释。

关键词：灰岩微细观损伤单轴循环加卸载试验核磁共振试验电镜扫描试验

共旋坐标系下考虑剪切变形的薄壁钢构件纤维梁单元

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

建筑结构学报 2024年第10期45卷 181-192,205页

作者：白伦华刘耀鹏王涛丁乐扬刘佳亮佛山科学技术学院交通与土木建筑学院广东佛山528225 华南理工大学土木与交通学院广东广州510641 香港理工大学土木及环境工程学系中国香港999077 西南科技大学土木工程与建筑学院四川绵阳621010 沈阳建筑大学土木工程学院辽宁沈阳110168

为实现复杂薄壁截面钢结构的静力弹塑性高效计算分析,提出一种共旋坐标系下考虑剪切变形的薄壁钢构件纤维梁单元。以中长薄壁构件为研究对象,梁单元的刚度矩阵基于欧拉梁理论推导而得。在该单元中,采用一维薄壁单元模拟薄壁截面,可以提... 详细信息

为实现复杂薄壁截面钢结构的静力弹塑性高效计算分析,提出一种共旋坐标系下考虑剪切变形的薄壁钢构件纤维梁单元。以中长薄壁构件为研究对象,梁单元的刚度矩阵基于欧拉梁理论推导而得。在该单元中,采用一维薄壁单元模拟薄壁截面,可以提供截面纤维信息,考虑材料非线性的影响,并可计算剪切系数,考虑剪切变形的影响。在求解过程中,使用共旋坐标系法扣除单元节点增量位移的刚体位移部分,以加快收敛速度。同时,还提出了材料非线性的数值调整策略,以提高单轴本构模型应用于考虑剪切变形梁单元中的适用性,并开发了专用的计算程序。对弯梁、坦拱、悬臂梁与柱的算例分析验证了所开发程序应对薄壁构件几何非线性、材料非线性计算的准确性;对带肋薄壁钢构件框架的计算分析则表明,该程序可有效预测复杂薄壁截面结构考虑剪切变形后的非线性响应。

关键词：薄壁钢构件欧拉梁理论共旋坐标系纤维梁模型薄壁截面模型剪切变形材料非线性

高强度钢材Q690和Q960的焊接拼接短柱轴压试验研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

钢结构（中英文） 2024年第5期39卷 49-56页

作者：朱梦飞何浩祥金皓钟国辉香港理工大学土木与环境工程学院中国香港999077 香港理工大学国家钢结构工程技术研究中心香港分中心中国香港999077

近年来,随着冶金技术的发展,屈服强度在460 MPa及以上的高强度钢材和超高强度钢材已在我国实现了工业化生产。这类钢材采用热处理工序获得特定的微观结构,优化其材料属性和机械特性,在建筑结构的受力性能、经济效益和节能减排等方面都... 详细信息

近年来,随着冶金技术的发展,屈服强度在460 MPa及以上的高强度钢材和超高强度钢材已在我国实现了工业化生产。这类钢材采用热处理工序获得特定的微观结构,优化其材料属性和机械特性,在建筑结构的受力性能、经济效益和节能减排等方面都具有突出的优点。然而,一些研究人员指出,由于冶炼过程中必须的热处理工序,这些高强钢的微观结构在焊接过程中很容易受到影响,发生金属相变,导致焊接热影响区的各种机械性能降低。因此,有必要对建筑工业实用尺寸(如10~30 mm厚)的高强钢Q690和Q960板焊接后结构表现进行深入的研究和量化评估。针对这一问题,首先对Q690和Q960钢材10~30 mm厚的母材试件进行了单调拉伸试验,获得其机械性能。同时,对高强钢Q960在熔化极气体保护电弧焊不同焊接热输入下的焊接接头进行了单调拉伸试验,研究焊接热输入对其屈服强度、抗拉强度、延伸率等的影响,并依据相关试验数据开发了针对Q690和Q960中厚板特定热输入的焊接工艺规范。之后,采用此焊接工艺规范进行加工,并在香港理工大学结构工程实验室对共计36个不同对接拼接焊热输入、不同截面分类的Q690和Q960焊接拼接短柱开展了全面的轴压试验研究,量化了在不同焊接热输入下的高强钢Q690和Q960焊接拼接短柱在轴向压缩下的截面承载力,并将试验结果与现行欧盟规范EN 1993-1-1中的设计要求进行了比较。最后,分析了现行欧盟规范EN 1993-1-1中对于截面分类的规定在高强钢Q690和Q960短柱焊接工字形截面和箱形截面上的适用性,提供试验数据,提出了对现有截面分类规定的一些意见。

关键词：高强钢短柱 H形截面箱形截面轴压试验

不同焊接热输入的Q690-QT高强钢焊接接头抗拉性能

同方期刊数据库博看期刊评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

钢结构（中英文） 2024年第5期39卷 34-40页

作者：李彬刘校钟国辉香港理工大学土木与环境工程学院中国香港999077 香港理工大学国家钢结构工程技术研究中心香港分中心中国香港999077

Q690-QT高强钢具有轻质高强等优点,应用于钢结构建筑中,可显著减轻结构自重、降低成本。过去20年里,大量Q690-QT高强钢焊接材料及构件的力学性能试验结果表明,如果焊接控制不当,会导致高强钢微观结构出现变化,出现焊接截面的屈服强度、... 详细信息

Q690-QT高强钢具有轻质高强等优点,应用于钢结构建筑中,可显著减轻结构自重、降低成本。过去20年里,大量Q690-QT高强钢焊接材料及构件的力学性能试验结果表明,如果焊接控制不当,会导致高强钢微观结构出现变化,出现焊接截面的屈服强度、抗拉强度和延性显著下降的现象。上述试验更多地是进行焊接后接头表现的性能特点描述,未能系统采用试验或理论分析不同焊接工艺的参数对高强钢焊接接头力学性能的影响,也未能形成可避免高强钢焊接强度折减的焊接工艺参数,难以为高强钢材料在建筑和桥梁等工程的实际应用提供技术支撑。在此背景下,以焊接热输入为控制变量,利用惰性气体保护焊(GMAW)和埋弧自动焊(SAW)的机器人自动焊接系统,设计并制作了12个不同热输入(1.0、1.5、2.0、5.0 kJ/mm)Q690-QT高强钢焊接接头试件、3个Q690-QT高强钢金属母材试件及3个焊接材料试件进行标准拉伸试验。通过分析引伸计和高精度连续摄像方式采集的试件过程应力、应变数据,探究不同焊接参数对高强钢焊接接头强度折减的影响,为实际工程Q690-QT高强钢材料焊接强度控制提出相应的工程建议。结果表明:不同焊接热输入的Q690-QT高强钢焊接接头试件,在竖向拉力的作用下,其断裂位置均位于热影响区(HAZ)内,未受焊接冷热循环影响的金属母材部分和焊接材料部分均未出现明显损伤现象。分析应变引伸计和高速摄像机采集的应力、应变数据可知,相较于Q690-QT高强钢母材试件,当焊接热输入由1.0、1.5、2.0 kJ/mm至5.0 kJ/mm变化,不同Q690-QT焊接接头试件的屈服强度和抗拉强度由基本不变变化为10%折减,最后出现30%左右屈服强度折减现象。母材与焊接接头试件的伸长率测试数据对比结果表明,随着焊接热输入升高,钢材焊接延性折减程度增高。通过对实际工程中焊接热输入进行监测,可较为准确地预测不同Q690-QT高强钢焊接接头强度,将焊接热输入控制为1.0 kJ/mm和1.5 kJ/mm,可实现高强钢焊接接头的等强连接。

关键词：高强钢焊接接头热输入强度折减延性折减

圆形Q690高强钢管混凝土轴压短柱试验研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

钢结构（中英文） 2024年第5期39卷 41-48页

作者：门朋飞何浩祥钟国辉香港理工大学土木与环境工程学院中国香港999077 香港理工大学国家钢结构工程技术研究中心香港分中心中国香港999077

圆形钢管混凝土可以充分发挥钢管和混凝土的组合作用,使得钢管混凝土承载力和延性得到明显提升,因而广泛应用于工程结构中。将高强钢应用于钢管混凝土柱,可以减小构件尺寸和自重,使结构在节省材料用量的同时获得更大的可用空间,更加经... 详细信息

圆形钢管混凝土可以充分发挥钢管和混凝土的组合作用,使得钢管混凝土承载力和延性得到明显提升,因而广泛应用于工程结构中。将高强钢应用于钢管混凝土柱,可以减小构件尺寸和自重,使结构在节省材料用量的同时获得更大的可用空间,更加经济环保。然而,现行钢管混凝土设计规范主要是依据普通钢材强度等级的研究成果制定的,对采用高强钢的钢管混凝土的适用性尚未可知。此外,针对高强钢管混凝土短柱轴压性能,现有研究主要关注其在承载时的结构性能,而很少关注钢管和内填混凝土在不同变形阶段分别承担轴力的贡献。因此,基于试验对高强钢管混凝土短柱的轴压性能展开了研究。首先,对6个短柱进行了轴压试验,包括3个钢管混凝土试件和3个纯钢管试件。主要的试验参数为钢材强度等级,包括Q355,Q460和Q690。之后,基于试验结果,分析了试件的破坏形态、荷载-位移曲线、承载力以及钢管和内填混凝土的轴力贡献。最后,探讨了现行设计规范对圆形钢管混凝土轴压短柱承载力的适用性。试验结果表明:所有纯钢管和钢管混凝土试件均表现出了良好的延性;由于混凝土的存在,钢管混凝土的承载力比纯钢管的承载力提高了30%以上。基于纯钢管和钢管混凝土的应变分析结果,分离了钢管混凝土钢管和内填混凝土的轴力贡献。结果表明:钢管提供的约束作用使得混凝土所承担的轴力明显增加,且钢材强度等级越高,混凝土轴力提高效果越明显;尽管钢管提供了横向约束作用,但其轴力贡献与其屈服承载力相比未明显折减。试验结果和规范预测结果的对比分析表明:现行中国规范GB 50936—2014《钢管混凝土结构技术规范》可以有效预测采用普通强度钢材的钢管混凝土试件的承载力,但当钢管采用高强度钢材时,规范将给出过于保守或偏于危险的预测结果;现行欧洲规范(EN 1994-1-1)中的截面承载力计算方法对采用普通钢和高强钢的钢管混凝土试件均给出了合理且偏于安全的承载力预测值,仍可以适用于Q690高强钢管混凝土,但该规范低估了钢管的轴力贡献,高估了内填混凝土的轴力贡献。

关键词：钢管混凝土短柱圆形截面 Q690高强钢轴压承载力轴力贡献试验研究