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导管桨可以有效提高推进效率,相比于金属导管,复合材料导管可以有效地减少导管螺旋桨重量,有利于导管桨的工程应用。采用纵、环肋的导管结构设计,克服了复合材料导管刚度较低的缺点。分别以干、湿模态为目标函数,利用ANSYS有限元软件APDL优化设计理论,对导管环肋分布位置进行了优化设计,给出了导管的结构形式,并比较了一阶干、湿模态频率和振型的异同。研究结果表明,复合材料导管一阶湿模态频率约为一阶干模态频率的25%,但振型特征相差不大;给出的结构优化设计方法对复合材料导管结构的工程设计具有一定的指导意义。通过薄板试件的拉拔试验和四点弯曲试验研究了纤维编织网在细粒混凝土中的黏结和搭接性能.结果表明:纤维编织网的表面处理和经向纤维束对纤维编织网和细粒混凝土的界面黏结性能有着较为明显的影响;无论纤维编织网是粘砂还是不粘砂,随着碳纤维束初始埋长的增加,平均界面黏结强度有降低的趋势;当碳纤维束初始埋长大于35mm时,可保证碳纤维束与细粒混凝土有足够的黏结而不被拔出.对于粘细砂处理的绑扎搭接试件,碳纤维搭接长度不小于60mm可满足纤维束间应力传递的要求;在同样的搭接长度下,绑扎搭接纤维束的增果要优于黏结搭接.为了研究基于现代施工工艺制成的混凝土导热系数,通过稳态平板导热仪对多种混凝土(包括普通混凝土、高强混凝土、再生混凝土以及配筋混凝土)试件进行了导热系数试验,考察了包括骨料体积分数、水灰比、骨料类型、外掺料掺量、温度、干湿状态及钢筋体积分数等因素对混凝土导热系数的影响;进一步考察了再生粗骨料取代率对再生混凝土导热系数的影响.通过这些因素的显著性分析,得到了各因素对混凝土导热系数影响的显著性大小依次为:干湿状态、再生粗骨料取代率、温度、骨料体积分数、骨料类型、钢筋体积分数、水灰比、掺和料种类.

与传统纤维直线铺放的复合材料层合板相比,变刚度层合板可以更好地实现材料的可设计性,并通过铺放路径的优化设计提高层合板的屈曲载荷。首先,对铺放角随坐标轴线性变化的铺放路径进行扩展,提出多种铺放角非线性变化的曲线线型,并以此作为基准轨迹重新设计了四种纤维变角度铺放方式。其次,利用ANSYS软件对上述五种不同铺放路径的变刚度层合板进行建模运算,在单轴和双轴载荷下,对其进行屈曲载荷计算分析并与定角度铺放的层合板对比。计算结果表明,铺放路径优化下的变刚度层合板与纤维直线铺放的层合板相比,其屈曲载荷得以显著提高。本文系统介绍了金属复材模具复杂曲面模板预成型的各种工艺方法,详细介绍了每种工艺方法的优缺点、对应的关键技术及适用对象举例。目的是通过优质、快速、低成本的工艺方法解决金属复材模具复杂曲面模板成型并确保气密性和传热均匀性的难题,为长期、稳定生产精密复材零件提供可靠的复材模具。根据水泥基材料的多孔介质特点和内部孔隙尺寸分布特征,结合多孔介质中的湿传输机理,认为水泥基材料的湿传输研究必须考虑Knudsen扩散的影响.根据中、微孔体积的等效直径理论以及气体分子运动论相关原理,推导建立了Knudsen扩散影响系数的理论计算公式,在此基础上,探讨了水泥基材料湿扩散系数的确定方法,并通过实际问题的分析进行了验证.

研究了再生混凝土集料对透水性混凝土物理力学性能和耐久性能的影响;从结构分析角度提出了透水性混凝土在工程应用中的结构形式;结合工程实例介绍了再生集料透水性混凝土的应用效果.为了研究骨料-砂浆交界面损伤破坏过程的损伤特征进而分析其损伤机理,采用全数字化声发射采集系统监测了其整个劈裂损伤破坏过程.在对所伴生的声发射信号进行系统分析的基础上,从声发射累积特性、声发射单参数时程变化规律、声发射组合参数变化规律等方面对交界面损伤过程的典型声发射特性进行了研究,这对识别混凝土损伤演化规律和损伤的物理机理都具有重要参考价值.在分析对比混凝土开裂性能测试方法的基础上,研制了哑铃型混凝土开裂性能测试仪.该测试仪采用应力发生器诱导混凝土试件快速产生裂缝,能快捷准确地评价混凝土材料开裂性能.与现有的约束条件下混凝土开裂性能测试方法(板式约束法、圆环约束法等)对比后发现:哑铃型混凝土开裂性能测试方法具有敏感性强、准确性高、测试周期短、工程应用简便等特点.