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坊子鋼帶管可提供技術指導在直接預浸法制備自動鋪絲預浸紗過程中,展紗寬度是影響預浸紗質量的一個關鍵因素。借助高速數(shù)字圖像傳感器,研究了展紗機構中,纖維束在錯位排列的展紗輥/展紗桿上的展開規(guī)律和機理。研究結果表明,展紗桿對纖維束的展開作用明顯優(yōu)于展紗輥,纖維張力的增大、纖維束在展紗桿上包角的增大均有利于纖維束的展開;當纖維牽引速率較低時,纖維束的展開寬度隨速率的增大而增大;纖維張力利于纖維束的展開,但是過大的張力會使纖維束展開不穩(wěn)定,寬度波動較大,且易出現(xiàn)劈裂和纖維損傷的缺陷。該研究結果為自動鋪絲預浸紗制備工藝提供了指導。
以自動鋪絲機所需的預浸窄帶作為研究背景,結合自行研制的16絲束預浸帶分切卷繞機對卷繞張力開展研究,簡要分析討論了卷繞張力對預浸窄帶分切質量、卷繞質量的影響。為了保證預浸窄帶的分切質量與卷繞質量,區(qū)別于傳統(tǒng)的PID控制算法,重點探討分析了模糊PID算法在閉環(huán)控制系統(tǒng)中的應用,將其運用到卷繞張力的控制策略中,實現(xiàn)了小張力的控制?？刂凭瓤蛇_0.1N,滿足預浸窄帶的分切要求,保證了分切與卷繞質量,提高了鋪絲質量。由于受到試驗設備加載能力等研究條件的限制,目前FRP加固鋼筋混凝土柱的破壞機理研究主要都是基于小尺寸試件的破壞試驗,其研究成果對現(xiàn)代大型土木工程常用的大尺寸構件是否適用還沒有得到驗證。在修正尺寸效應律公式的基礎上,對FRP約束圓形混凝土柱的極限強度公式進行調整,推導了反映尺寸效應的FRP約束矩形截面混凝土柱的極限強度計算公式,計算結果與試驗結構吻合較好。坊子鋼帶管可提供技術指導為了更好地評價和預估瀝青混合料抗車轍能力,基于離散元方法,應用PFC2D軟件對瀝青混合料的三軸剪切試驗進行離散元數(shù)值模擬,并將模擬結果與實驗室試驗結果進行了對比分析.結果表明,離散元模擬結果與實驗室試驗結果具有較好的相關性,且規(guī)律一致,驗證了模型的正確性;可基于此模型建立評價和預估瀝青混合料抗車轍能力的虛擬試驗方法.研究了2種具有相同側鏈長度、但橋接基團不同的梳狀共聚物(PC)在硅酸鹽相、鋁酸三鈣(C3A)/石膏體系、水化產物鈣礬石(AFt)和水化鋁酸鈣上的吸附特性,以系統(tǒng)認識不同分子結構的共聚物在單礦上的吸附分布.結果表明:PC在同種單礦上的吸附特性相似,主要吸附在鋁酸鹽相及其水化產物上;PC在較低摻量下與硅酸鹽相達到吸附平衡,且飽和吸附量較小;在C3A體系中,PC的吸附量與其摻量線性相關,在摻量區(qū)間內(0～8mg/g)無吸附飽和點.通過室內拉拔試驗和剪切試驗,對比研究了不同界面處理方式對剛柔復合式路面界面層抗剪強度、黏結強度的影響,并依托工程實踐對新型高碳糖露石劑的應用效果進行了驗證.結果表明:與光面、拉毛、噴砂等傳統(tǒng)界面處理方式相比,應用新型高碳糖露石劑處理水泥混凝土板表面能顯著提高界面層的抗剪強度和黏結強度,與現(xiàn)有露石劑使用效果相當,但相比之下,新型高碳糖露石劑可降低約93%的成本,經濟效益顯著.研究了準各向同性鋪層泡沫夾芯結構蒙皮鋪層形式對結構準靜態(tài)壓痕(QSI)試驗的影響。通過對比結構吸能效率、失效機理以及底部面板失效撓度,發(fā)現(xiàn)方格布蒙皮試樣失效主要以纖維斷裂為主,含有單向布的試樣失效主要以分層破壞為主,方格布與單向布混合鋪層試樣失效包含分層以及纖維斷裂,具有較大的吸能效率。此外,底部蒙皮失效撓度與結構蒙皮以及夾芯結構性能相關,與吸能效率沒有直接關系。坊子鋼帶管利用玉米秸稈纖維增強石膏膠凝材料,并采用聚乙烯醇對玉米秸稈纖維進行表面包覆改性,研究其對玉米秸稈纖維/石膏復合材料性能的影響.利用掃描電子顯微鏡對試樣進行了微觀分析,探討了未改性玉米秸稈纖維/石膏復合材料防水性能較差的原因,提出了聚乙烯醇包覆改性秸稈纖維的示意模型.結果表明:摻加未改性玉米秸稈纖維可提高石膏膠凝材料的力學性能,但防水性能下降幅度較大;玉米秸稈纖維經改性后,改性秸稈纖維/石膏復合材料的力學性能進一步提高,防水性能顯著改善.分別對不同水灰比的砂漿改變溫度、濕度、光照及風速,模擬計算出平板砂漿水分蒸發(fā)速度,研究了水分蒸發(fā)速度對砂漿抗裂指數(shù)的影響,建立了砂漿抗裂指數(shù)與水分蒸發(fā)速度的一元本構方程以及砂漿抗裂指數(shù)關于水灰比和水分蒸發(fā)速度的二元本構方程,并利用該本構方程指導預測砂漿的開裂趨勢.在20℃,相對濕度60%的環(huán)境中,將粉煤灰摻量(質量分數(shù))為10%,20%,30%的水泥凈漿試件與純水泥凈漿試件半浸泡在質量分數(shù)為10%的硫酸鈉溶液中進行侵蝕試驗.結果表明:粉煤灰摻量30%的試件浸泡60d后在水分蒸發(fā)區(qū)全部斷裂,而純水泥凈漿試件浸泡6個月后才全部斷裂;摻入粉煤灰的試件水分蒸發(fā)區(qū)生成更多的鈣礬石和石膏,并且生成量隨著摻量的增加而增多,說明粉煤灰與硫酸鈉發(fā)生了化學反應,其活性成分被水分蒸發(fā)區(qū)形成的高濃度硫酸鹽離子激發(fā)使其比純水泥凈漿更不穩(wěn)定、更容易破壞.提出了一種基于顯微CT技術的碳纖維復合材料體孔隙率測量的新方法,分析了采用顯微CT技術測量孔隙率的實驗原理,對實驗結果進行了圖像處理,并統(tǒng)計體孔隙率。實驗結果表明,顯微CT技術是一種行之有效的碳纖維復合材料體孔隙率測量技術,通過圖像灰度進行閾值分割可以清晰地分辨材料內部基體與孔隙,且測量過程中應選擇足夠大的試樣體積,測量值才能真實反映材料內部的體孔隙率。
以自動鋪絲機所需的預浸窄帶作為研究背景,結合自行研制的16絲束預浸帶分切卷繞機對卷繞張力開展研究,簡要分析討論了卷繞張力對預浸窄帶分切質量、卷繞質量的影響。為了保證預浸窄帶的分切質量與卷繞質量,區(qū)別于傳統(tǒng)的PID控制算法,重點探討分析了模糊PID算法在閉環(huán)控制系統(tǒng)中的應用,將其運用到卷繞張力的控制策略中,實現(xiàn)了小張力的控制?？刂凭瓤蛇_0.1N,滿足預浸窄帶的分切要求,保證了分切與卷繞質量,提高了鋪絲質量。由于受到試驗設備加載能力等研究條件的限制,目前FRP加固鋼筋混凝土柱的破壞機理研究主要都是基于小尺寸試件的破壞試驗,其研究成果對現(xiàn)代大型土木工程常用的大尺寸構件是否適用還沒有得到驗證。在修正尺寸效應律公式的基礎上,對FRP約束圓形混凝土柱的極限強度公式進行調整,推導了反映尺寸效應的FRP約束矩形截面混凝土柱的極限強度計算公式,計算結果與試驗結構吻合較好。坊子鋼帶管可提供技術指導為了更好地評價和預估瀝青混合料抗車轍能力,基于離散元方法,應用PFC2D軟件對瀝青混合料的三軸剪切試驗進行離散元數(shù)值模擬,并將模擬結果與實驗室試驗結果進行了對比分析.結果表明,離散元模擬結果與實驗室試驗結果具有較好的相關性,且規(guī)律一致,驗證了模型的正確性;可基于此模型建立評價和預估瀝青混合料抗車轍能力的虛擬試驗方法.研究了2種具有相同側鏈長度、但橋接基團不同的梳狀共聚物(PC)在硅酸鹽相、鋁酸三鈣(C3A)/石膏體系、水化產物鈣礬石(AFt)和水化鋁酸鈣上的吸附特性,以系統(tǒng)認識不同分子結構的共聚物在單礦上的吸附分布.結果表明:PC在同種單礦上的吸附特性相似,主要吸附在鋁酸鹽相及其水化產物上;PC在較低摻量下與硅酸鹽相達到吸附平衡,且飽和吸附量較小;在C3A體系中,PC的吸附量與其摻量線性相關,在摻量區(qū)間內(0～8mg/g)無吸附飽和點.通過室內拉拔試驗和剪切試驗,對比研究了不同界面處理方式對剛柔復合式路面界面層抗剪強度、黏結強度的影響,并依托工程實踐對新型高碳糖露石劑的應用效果進行了驗證.結果表明:與光面、拉毛、噴砂等傳統(tǒng)界面處理方式相比,應用新型高碳糖露石劑處理水泥混凝土板表面能顯著提高界面層的抗剪強度和黏結強度,與現(xiàn)有露石劑使用效果相當,但相比之下,新型高碳糖露石劑可降低約93%的成本,經濟效益顯著.研究了準各向同性鋪層泡沫夾芯結構蒙皮鋪層形式對結構準靜態(tài)壓痕(QSI)試驗的影響。通過對比結構吸能效率、失效機理以及底部面板失效撓度,發(fā)現(xiàn)方格布蒙皮試樣失效主要以纖維斷裂為主,含有單向布的試樣失效主要以分層破壞為主,方格布與單向布混合鋪層試樣失效包含分層以及纖維斷裂,具有較大的吸能效率。此外,底部蒙皮失效撓度與結構蒙皮以及夾芯結構性能相關,與吸能效率沒有直接關系。坊子鋼帶管利用玉米秸稈纖維增強石膏膠凝材料,并采用聚乙烯醇對玉米秸稈纖維進行表面包覆改性,研究其對玉米秸稈纖維/石膏復合材料性能的影響.利用掃描電子顯微鏡對試樣進行了微觀分析,探討了未改性玉米秸稈纖維/石膏復合材料防水性能較差的原因,提出了聚乙烯醇包覆改性秸稈纖維的示意模型.結果表明:摻加未改性玉米秸稈纖維可提高石膏膠凝材料的力學性能,但防水性能下降幅度較大;玉米秸稈纖維經改性后,改性秸稈纖維/石膏復合材料的力學性能進一步提高,防水性能顯著改善.分別對不同水灰比的砂漿改變溫度、濕度、光照及風速,模擬計算出平板砂漿水分蒸發(fā)速度,研究了水分蒸發(fā)速度對砂漿抗裂指數(shù)的影響,建立了砂漿抗裂指數(shù)與水分蒸發(fā)速度的一元本構方程以及砂漿抗裂指數(shù)關于水灰比和水分蒸發(fā)速度的二元本構方程,并利用該本構方程指導預測砂漿的開裂趨勢.在20℃,相對濕度60%的環(huán)境中,將粉煤灰摻量(質量分數(shù))為10%,20%,30%的水泥凈漿試件與純水泥凈漿試件半浸泡在質量分數(shù)為10%的硫酸鈉溶液中進行侵蝕試驗.結果表明:粉煤灰摻量30%的試件浸泡60d后在水分蒸發(fā)區(qū)全部斷裂,而純水泥凈漿試件浸泡6個月后才全部斷裂;摻入粉煤灰的試件水分蒸發(fā)區(qū)生成更多的鈣礬石和石膏,并且生成量隨著摻量的增加而增多,說明粉煤灰與硫酸鈉發(fā)生了化學反應,其活性成分被水分蒸發(fā)區(qū)形成的高濃度硫酸鹽離子激發(fā)使其比純水泥凈漿更不穩(wěn)定、更容易破壞.提出了一種基于顯微CT技術的碳纖維復合材料體孔隙率測量的新方法,分析了采用顯微CT技術測量孔隙率的實驗原理,對實驗結果進行了圖像處理,并統(tǒng)計體孔隙率。實驗結果表明,顯微CT技術是一種行之有效的碳纖維復合材料體孔隙率測量技術,通過圖像灰度進行閾值分割可以清晰地分辨材料內部基體與孔隙,且測量過程中應選擇足夠大的試樣體積,測量值才能真實反映材料內部的體孔隙率。
