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由于泡沫瀝青處于非穩(wěn)定狀態(tài),其膨脹與衰退過程具有較強的瞬態(tài)特征,真實地測量與評價泡沫瀝青性能比較困難.為此,從泡沫瀝青時空并行發(fā)生的機理角度,運用積分反推算法制訂了兩類泡沫瀝青真實的衰減方程,提出了基于試驗數(shù)據(jù)的理論膨脹率和理論半衰期的真實評價方法,通過瀝青發(fā)泡試驗驗證了該評價方法的有效性,并從工程應用的角度制定了泡沫瀝青理論評價的測算流程.基于有限元分析方法,針對復合材料在風電葉片制造過程中可能出現(xiàn)的缺陷——纖維波紋,建立了一種有限元微觀模型預測單向均一波紋板的力學性能。在ANSYS軟件中,采用參數(shù)化建模方法,建立正弦曲線狀波紋的單胞模型,即代表性體積元(RVE)。采用均勻化方法,建立周期性邊界條件,求出不同的加載條件下平均應力與應變關系,進而得到等效剛度。此外,對軸向壓縮載荷下纖維基體局部應力進行了數(shù)值模擬和計算。結(jié)果表明,波紋比對復合材料剛度影響較大,特別是縱向楊氏模量損失嚴重,正應力和層間應力在沿波紋方向發(fā)生了顯著變化。采用有限元法,對倒裝式基層瀝青路面結(jié)構(gòu)的力學行為進行分析.結(jié)果顯示:倒裝式基層瀝青路面結(jié)構(gòu)面層的底面受拉應力作用,隨著軸載的增大,拉應力近似呈線性遞增;倒裝式基層瀝青路面結(jié)構(gòu)的底面拉應力明顯小于典型半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)的底面拉應力,因而具有更好的抗裂性;級配碎石層底面始終處于受壓狀態(tài).
將NCF的纖維束兩側(cè)近似為半橢圓,對NCF單胞設計五因素五水平正交試驗,利用CFD方法得到滲透率的數(shù)值結(jié)果,進而擬合出預測滲透率的橢圓邊公式。對于纖維束四方排列的NCF單胞,橢圓邊公式的計算結(jié)果和數(shù)值結(jié)果平均誤差為1.91%;對于六方排列,平均誤差為1.90%。對NCF滲透率的預測結(jié)果和實驗結(jié)果的相對誤差為0.22%,小于矩形邊公式的誤差3.96%。當束間間距w1與橢圓邊的半長軸c1之比小于0.8時,兩預測公式值之比大于1.1。說明橢圓邊公式對NCF材料滲透率的預測更加準確,適用范圍更廣。風力發(fā)電葉片葉根連接螺栓是復合材料葉片與風輪輪轂連接的的也是關鍵的部件,通常在安裝過程中會施加螺栓預緊力,保證葉片與輪轂連接的緊密性。預緊力大小的設定對螺栓是否能夠正常使用,乃至葉片能否正常運行都有重大的影響,在螺栓連接的有限元分析中準確模擬螺栓的預緊力是一項復雜而困難的工作。論述了螺栓預緊力的理論計算過程及利用有限元技術在ANSYS中模擬螺栓預緊力的方法,為葉片根部連接施加預緊力提供可靠的依據(jù)和指導。利用自主研制的高黏瀝青(HVA)設計了一種SMA-5型高黏瀝青混合料,通過室內(nèi)試驗評價了其路用性能和力學性能,并開展了工程應用.結(jié)果表明:SMA-5型高黏瀝青混合料具有良好的路用性能,其動穩(wěn)定度、破壞應變、凍融劈裂強度比和疲勞壽命均優(yōu)于SBS改性瀝青混合料,其中動穩(wěn)定度和疲勞壽命優(yōu)勢明顯;工程應用也證明了SMA-5型高黏瀝青混合料的應用潛力.
基于粗骨料分散于砂漿中的混凝土結(jié)構(gòu)模型,研究了砂漿流變性及用量對混凝土流動性的影響規(guī)律.結(jié)果表明:基于砂漿流變的粗骨料潤滑作用和依賴于砂漿用量的粗骨料空間分離作用是造成混凝土體系失穩(wěn)進而流動的主要因素,這兩個因素相互影響,當一個因素超過臨界值時,另一因素的作用效果被削弱;利用分散模型研究混凝土流動性,能夠充分體現(xiàn)混凝土組成、結(jié)構(gòu)與性能的關聯(lián)作用,通過深入解析兩個因素的作用規(guī)律,將現(xiàn)有混凝土調(diào)控參數(shù)分解、轉(zhuǎn)化成砂漿流變和用量2個參數(shù),可為混凝土性能預測及調(diào)控提供新思路.研究了多因素(摻合料種類、水膠比、養(yǎng)護齡期、加速腐蝕制度)作用對鋼筋混凝土握裹力的影響,確定了各因素對鋼筋混凝土握裹力變化的影響程度,并加以定量化表征,提出了多因素共同作用影響鋼筋混凝土握裹力變化的多元非線性回歸分析模型.結(jié)果表明:在試驗擬定的影響因素中,鋼筋混凝土握裹力存在值;各因素對鋼筋混凝土握裹力的影響程度以水膠比和摻合料種類,養(yǎng)護齡期次之,加速腐蝕制度;水膠比增大對鋼筋混凝土握裹力產(chǎn)生負效應,養(yǎng)護齡期增加對鋼筋混凝土握裹力產(chǎn)生正效應.利用脫硫石膏開展了地面自流平材料試驗研究,結(jié)果表明,以α半水石膏為基料,摻加石英砂以及減水劑、緩凝劑、消泡劑等外加劑可制備石膏基自流平砂漿,且該自流平砂漿流動度、抗折強度、抗壓強度和拉伸黏結(jié)強度等主要技術性能指標均達到JC/T 1023—2007《石膏基自流平砂漿》標準要求.