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碳含量与热处理对高铌钛铝合金微观组织及力学性能的影响

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金属热处理 2024年第8期49卷 9-14页

作者：高玉魁方文奕同济大学材料科学与工程学院上海210804

以Ti-44Al-8Nb-xC(x=0,0.3,0.6)合金为研究对象,研究了3种不同碳含量和两种不同温度的时效处理对合金的微观组织、显微硬度及高温拉伸性能的影响。结果表明:碳含量升高到0.6%时,合金中析出了Ti2AlC;时效温度从800℃升高到900℃时,含碳... 详细信息

以Ti-44Al-8Nb-xC(x=0,0.3,0.6)合金为研究对象,研究了3种不同碳含量和两种不同温度的时效处理对合金的微观组织、显微硬度及高温拉伸性能的影响。结果表明:碳含量升高到0.6%时,合金中析出了Ti2AlC;时效温度从800℃升高到900℃时,含碳合金中析出了Ti_(3)AlC。碳含量的增加和时效温度的升高都有利于提升合金的显微硬度和850℃抗拉强度,显微硬度最高为(477.6±9.1)HV0.3,850℃抗拉强度最高为(605.07±5.01)MPa,较最低抗拉强度提高了32.7%。断后伸长率与合金中碳化物数量及尺寸有关,拉伸断口都表现为脆性断裂;碳含量为0.3%,经900℃时效后合金拥有最好的塑性,断后伸长率最高,为5.41%±0.42%,较最低伸长率提升了67.5%。

关键词：高Nb-TiAl合金碳含量热处理微观结构力学性能

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海岸植被防护机制的物理模型试验研究进展

同济大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 378-387页

作者：匡翠萍丛新范家栋李宏义同济大学土木工程学院上海200092

基于自然的海岸修复与防护越来越受到人们关注,从海岸植被对水动力及泥沙运动影响机制的物理模型试验研究方面,介绍了试验研究中植被的描述方法,包括植被的分类、材料选择、特性表征等;综述了植被影响下的流场结构、消浪特征、形态阻力... 详细信息

基于自然的海岸修复与防护越来越受到人们关注,从海岸植被对水动力及泥沙运动影响机制的物理模型试验研究方面,介绍了试验研究中植被的描述方法,包括植被的分类、材料选择、特性表征等;综述了植被影响下的流场结构、消浪特征、形态阻力相关的研究进展;论述了悬沙浓度分布、泥沙再悬浮、沉积和冲刷模式等泥沙输运方面的研究成果;结合大量模型试验研究,提出了未来的研究趋势。

关键词：海岸植被海岸防护物理模型试验波流动力泥沙输运

CFRP板纵向加固RC柱在水平低周循环荷载下的力学性能研究与应用

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第7期51卷 148-163页

作者：强旭红陈岩松姜旭谭成同济大学土木工程学院上海200092

开发了一种纵向粘贴CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer,碳纤维增强复合材料)板的RC(Reinforced Concrete,钢筋混凝土)柱抗弯加固系统,该加固系统由纵向粘贴在柱表面的预制CFRP板和防止柱底CFRP板脱粘的混凝土加厚层组成.为研究纵向... 详细信息

开发了一种纵向粘贴CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer,碳纤维增强复合材料)板的RC(Reinforced Concrete,钢筋混凝土)柱抗弯加固系统,该加固系统由纵向粘贴在柱表面的预制CFRP板和防止柱底CFRP板脱粘的混凝土加厚层组成.为研究纵向粘贴CFRP板对RC柱的抗弯性能影响,设计并开展了5根足尺矩形RC柱的水平低周循环加载试验.研究结果表明:粘贴CFRP板加固能有效延缓柱的开裂;柱的破坏模式得到明显改善;相较于未加固柱子,粘贴1层CFRP板和2层CFRP板加固的RC柱极限承载力分别提高了15.1%和17.4%;加固后柱的抗弯承载力和刚度得到提高,但增加CFRP板的层数对极限强度和刚度没有显著影响,反而会降低柱的延性,相较于仅采用增大柱底截面的方式加固的对照柱,粘贴1层CFRP板和2层CFRP板加固的试验柱的延性系数分别降低16.2%和35.1%;试验过程中,由于柱与基础节点承载力的限制,CFRP的最大应变仅达到极限应变的24%,抗拉强度未得到充分发挥.该加固方法已在某医院加固工程中得到应用,跟踪研究表明,加固后柱子的抗弯承载力有明显提升,加固方法得到工程业界的认可.

关键词：钢筋混凝土柱抗弯加固水平低周循环加载碳纤维增强复合材料板纵向粘贴

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爆炸荷载作用下砌体填充墙对RC框架结构损伤破坏的影响

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振动与冲击 2024年第3期43卷 93-104,157页

作者：陈公轻吴昊吕晋贤陈德同济大学土木工程学院上海200092

砌体填充墙作为非结构构件在建筑结构抗爆分析中常被忽略,而实际爆炸事故中填充墙多发生严重破坏,从而影响爆炸波的传播及其与结构的相互作用以及结构的损伤破坏等级。基于精细化数值仿真方法评估外部爆炸作用下砌体填充墙对钢筋混凝土(... 详细信息

砌体填充墙作为非结构构件在建筑结构抗爆分析中常被忽略,而实际爆炸事故中填充墙多发生严重破坏,从而影响爆炸波的传播及其与结构的相互作用以及结构的损伤破坏等级。基于精细化数值仿真方法评估外部爆炸作用下砌体填充墙对钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)框架结构损伤破坏的影响。首先,采用LS-DYNA有限元分析软件分别对典型砌体填充墙和含填充墙RC框架的近区爆炸试验进行复现,验证所采用的填充墙简化微观建模方法、材料本构模型和参数,以及任意拉格朗日欧拉爆炸荷载施加方法和爆炸波-结构流固耦合算法的适用性。进一步结合结构混合单元建模方法,开展了美国联邦应急管理署规定的普通轿车炸弹(454 kg TNT当量)在底层边柱位置爆炸下,6度、7度和8度抗震设防烈度的典型6层纯框架和含填充墙框架结构动力行为的数值仿真分析,考察了爆炸波传播路径,以及结构的动态响应、损伤破坏和抗倒塌机制。结果表明:该工况中填充墙能够有效阻挡爆炸波的传播,作用于目标柱相邻内柱上的超压峰值降低95%,减轻了内部构件的损伤程度;但同时加剧了结构迎爆面的损伤破坏,如3种抗震设防烈度的含填充墙框架目标柱柱中侧向位移较纯框架分别增加21.4%、31.1%和14.8%;不同抗震设防烈度的纯框架和含填充墙框架的顶层目标柱竖向位移基本相同,即抗震设防烈度及砌体填充墙对框架结构整体倒塌行为的影响可以忽略。

关键词：爆炸荷载砌体填充墙 RC框架数值模拟抗震设计

基于芯条胶粘弹性本构的芳纶纸蜂窝拉伸孔格形态研究

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复合材料学报 2024年第9期41卷 4752-4764页

作者：夏思禹李岩付昆昆李朝蓬同济大学航空航天与力学学院黑龙江众合鑫成新材料有限公司

拉伸工艺是影响芳纶纸蜂窝孔格形态最关键的工序之一。本文基于纳米压痕法确定了芯条胶粘弹性力学本构关系，建立了芳纶纸蜂窝双边拉伸工艺有限元模型。通过蜂窝拉伸-保载实验验证了该模型的有效性。研究发现，芯条胶的应力松弛行为导... 详细信息

拉伸工艺是影响芳纶纸蜂窝孔格形态最关键的工序之一。本文基于纳米压痕法确定了芯条胶粘弹性力学本构关系，建立了芳纶纸蜂窝双边拉伸工艺有限元模型。通过蜂窝拉伸-保载实验验证了该模型的有效性。研究发现，芯条胶的应力松弛行为导致了蜂窝两端孔格内切圆直径增大，使蜂窝中部孔格内切圆直径减小。同时，在保载过程中纸-胶粘接处孔格粘结圆角半径减小导致蜂窝孔格内角减小。最后，基于该有限元模型探索了涂胶工艺参数对拉伸后蜂窝孔格尺寸的影响规律。研究表明，涂胶宽度和涂胶厚度的增加会导致蜂窝孔格内切圆直径的减小，而蜂窝孔格内角仅受涂胶宽度的影响，随涂胶宽度的增加而增大。

关键词：芳纶纸蜂窝芯条胶粘弹性蜂窝孔格形态有限元模型

HR3C奥氏体耐热钢晶界蠕变损伤的电子背散射衍射分析

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同济大学学报（自然科学版） 2024年第4期52卷 611-618页

作者：胡正飞张家乐张洁同济大学上海金属功能材料开发与应用重点实验室上海201804

对不同条件下的HR3C奥氏体耐热钢蠕变试样进行性能测试和微观结构观察,研究奥氏体耐热不锈钢蠕变沿晶破坏行为和损伤特征。电子背散射衍射(EBSD)分析结果表明,不同蠕变速度下材料的晶粒尺寸基本不变,未产生择优取向,但高蠕变速度条件下... 详细信息

对不同条件下的HR3C奥氏体耐热钢蠕变试样进行性能测试和微观结构观察,研究奥氏体耐热不锈钢蠕变沿晶破坏行为和损伤特征。电子背散射衍射(EBSD)分析结果表明,不同蠕变速度下材料的晶粒尺寸基本不变,未产生择优取向,但高蠕变速度条件下部分孪晶界演变成一般晶界,而低蠕变速度下原始孪晶结构基本保持不变。EBSD分析结果清楚地反映了微观蠕变应变的不均匀性。沿晶微裂纹和蠕变空洞的产生和扩展是最显著的损伤特征,这些损伤现象与不同蠕变速度下的蠕变机制及晶界性质密切相关。

关键词：奥氏体耐热钢蠕变损伤特征晶界电子背散射衍射

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低速冲击下RC梁的冲切破坏判据

建筑结构学报 2024年第1期45卷 36-46页

作者：尹泽豪贾鹏程吴昊同济大学土木工程学院上海200092

已有诸多低速冲击试验表明按照现有规范静态受弯破坏设计的RC构件,在冲击作用下会向冲切破坏模式转变。为了明确低速冲击下典型RC梁的破坏模式转变机理及其冲切破坏判据,对6组RC梁落锤冲击试验中构件的弯曲和冲切破坏模式、冲击力、支... 详细信息

已有诸多低速冲击试验表明按照现有规范静态受弯破坏设计的RC构件,在冲击作用下会向冲切破坏模式转变。为了明确低速冲击下典型RC梁的破坏模式转变机理及其冲切破坏判据,对6组RC梁落锤冲击试验中构件的弯曲和冲切破坏模式、冲击力、支座反力和跨中位移时程进行数值模拟复现,验证了采用的材料本构模型及参数和数值模拟方法的可靠性。采用已验证的数值模拟方法开展RC梁的冲切破坏机理分析,评估了落锤质量、截面尺寸、冲击速度、混凝土强度、配箍率、纵筋配筋率和剪跨比对冲切破坏模式的影响程度,发现除纵筋配筋率和剪跨比外,其余参数均能改变RC梁的局部速度响应或动态受剪承载力,进而显著影响RC梁的破坏模式。进一步,根据330个落锤冲击工况的数值模拟结果,提出了关键截面的动态剪切荷载V_(d,sd)和动态受剪承载力V_(d,sc)的经验公式,并给出了RC梁冲切破坏判据的显式表达式。通过与71组落锤冲击试验对比,得到该判据对RC梁冲切破坏预测准确率达到90%,可辅助于RC结构的抗冲击性能评估与设计。

关键词： RC梁低速冲击冲切破坏数值模拟动态受剪承载力

盐碱地改造用高效阻盐材料的制备及其性能研究

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同济大学学报（自然科学版） 2024年第7期52卷 1126-1134页

作者：张雄朱国鑫吕欣妍同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室上海201804

为改良盐碱土壤,制备了一种隔水阻盐性能优异的超疏水颗粒材料,构建隔水阻盐材料与蓄水模式结合的盐碱地改造体系。以大漠砂为芯材,通过表面覆膜进行疏水改性,探究树脂和微纳米辅材掺量对材料疏水性、抗渗性和透气性的影响规律。利用微... 详细信息

为改良盐碱土壤,制备了一种隔水阻盐性能优异的超疏水颗粒材料,构建隔水阻盐材料与蓄水模式结合的盐碱地改造体系。以大漠砂为芯材,通过表面覆膜进行疏水改性,探究树脂和微纳米辅材掺量对材料疏水性、抗渗性和透气性的影响规律。利用微型土柱模拟地下水盐迁移过程,探究材料的隔水性能和阻盐性能。结果表明,在树脂、疏水碳酸钙和纳米二氧化硅掺量分别为1.0%、0.8%和0.2%时,材料接触角达到153.6°,耐静水高度达230 mm,并维持良好的透气性能。在微型土柱模拟试验中,隔水阻盐材料对水分蒸发和盐分上移的抑制作用明显,蒸发抑制率为50%~70%,盐分抑制率大于99%且在20次阻盐循环后维持97.5%以上。

关键词：盐碱地改良超疏水材料隔水阻盐蒸发抑制

基于数据库的玻璃纤维增强复合材料箍筋弯拉强度计算方法

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哈尔滨工程大学学报 2024年第2期45卷 223-229页

作者：白浩阳薛伟辰江佳斐同济大学土木工程学院上海200092

玻璃纤维增强复合材料箍筋弯拉强度试验主要研究弯折半径与直径之比对弯拉强度的影响,直线段抗拉强度对弯拉强度的影响研究较少。本文基于ACI 440.3R-12中B.5试验方法,开展3组(9个弯拉试件)不同直线段抗拉强度的玻璃纤维增强复合材料箍... 详细信息

玻璃纤维增强复合材料箍筋弯拉强度试验主要研究弯折半径与直径之比对弯拉强度的影响,直线段抗拉强度对弯拉强度的影响研究较少。本文基于ACI 440.3R-12中B.5试验方法,开展3组(9个弯拉试件)不同直线段抗拉强度的玻璃纤维增强复合材料箍筋弯拉强度试验研究。3组试件直线段抗拉强度分别为530(A组)、850(B组)和1100 MPa(C组),弯折半径与箍筋直径之比均为3。试验结果表明:所有试件均发生玻璃纤维增强复合材料箍筋弯折段被拉断的破坏模式;A、B、C组试件弯拉强度分别为325、445和530 MPa。本文系统收集了国内外已有93个弯拉试件,并结合本文9个弯拉试件建立了玻璃纤维增强复合材料箍筋弯拉强度试验数据库。基于数据库统计分析,提出了保证率不小于95%的玻璃纤维增强复合材料箍筋弯拉强度计算方法。

关键词：玻璃纤维增强复合材料箍筋玻璃纤维增强复合材料箍筋弯拉强度直线段抗拉强度弯折半径玻璃纤维增强复合材料箍筋弯拉强度试验数据库保证率计算方法