摘要：为研究超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)在200~−100℃温度作用后的力学性能,设计了不同纤维体积掺量的UHTCC,经中高温和低温作用后进行基本力学性能试验,通过UHTCC强度和变形等参数评价了中高温和低温作用后UHTCC的力学性能。结果表明:纤维的掺入能有效改善基体的脆性,提升材料的韧性;同时温度作用导致材料内部出现初始缺陷,对UHTCC的力学性能有明显的影响,且低温作用的影响要明显高于高温作用,当温度降低至−100℃时,UHTCC强度最大降低约75%,变形最大降低约92%,但温度作用未对UHTCC的泊松比产生明显影响。在此基础上提出了中高温及低温作用后UHTCC轴压和轴拉应力-应变关系回归模型,为UHTCC材料在极端温度环境下的性能设计和工程应用提供参考。

摘要：为研究超高性能混凝土(UHPC)三轴受压力学性能及破坏准则,考虑围压、钢纤维体积掺量和长径比、聚丙烯纤维体积掺量等主要因素,设计制作39个超高性能混凝土圆柱体试件。通过常规三轴受压试验,考察UHPC三轴破坏形态,分析三轴应力-应变关系全曲线,揭示强度和变形性能指标变化规律,提出考虑纤维特征参数的UHPC多轴破坏准则。结果表明:三轴应力状态下UHPC的破坏形态均呈剪切型,围压对裂缝形成与分布影响显著;UHPC三轴受压全过程曲线分为线弹性段、非线性硬化段和应变软化段三部分;施加围压和掺入钢纤维均能显著改善UHPC三轴受压力学性能,当围压从0 MPa增至40 MPa时,峰值应力和峰值应变分别最大增加161.7%和224.7%,当钢纤维体积掺量由0%增至3%以及长径比由30增至80时,峰值应力和峰值应变分别最大增加24.6%和68.6%;聚丙烯纤维可有效提升UHPC的变形能力;围压对UHPC三轴受压力学性能的影响最大,钢纤维的影响次之,聚丙烯纤维的影响最小。基于Willam-Warnke五参数模型建立了UHPC破坏准则,模型预测结果与试验结果吻合较好。

摘要：深部煤系地层中,漫长成岩过程使得部分煤层与岩层之间存在一个岩性过渡区,过渡区与上下岩层、煤层共同组成了一个组合结构。为研究过渡层高度对煤岩组合体变坏特征的影响,首先提出煤、岩石及过渡层3种人工材料的配比设计及煤–过渡层–岩(CFR)组合体试样的制作方案。在此基础上,开展不同过渡层高度的人工CFR组合试样的单轴压缩试验。基于离散元数值模拟软件PFC,采用刚性簇和球颗粒分别表示过渡层中的煤和岩石颗粒,通过其比例变化构建一种过渡层和CFR组合结构PFC表征模型。结合试验结果,对模型参数进行标定并验证算法的有效性。试验与数值模拟结果表明:随着过渡层高度增加,试样强度、峰前耗散能和声发射b值呈现先降低后增加的趋势,弹性应变能呈现逐渐增加的趋势。数值模拟的微裂隙角度分布范围也随着高度增加先缩小后增大,微裂纹萌生区域逐渐由煤层转移到过渡层,声发射定位则逐渐集中至煤与过渡层界面处。研究结果表明过渡层的存在显著改变了煤岩组合结构的物理力学特性。

摘要：装配式建筑设计、生产过程存在标准化程度低、数据联系较差等诸多问题。引入了制造业中面向制造与装配的设计(design for manufacturing and assembly,DFMA)的产品设计理念,研究了装配式建筑竖向预制混凝土(precast concrete,PC)构件的快速建模与深化设计应用,通过对建筑企业大量装配式建筑项目PC构件深化设计图纸的梳理分析,分析了图纸中构件组成规律,创新性地将PC构件二次拆分为模块。分析模块的种类、组合规律、数据架构等,形成模块的设计标准。将设计标准融入建筑信息模型(building information modeling,BIM)软件中,并开发相应的工具软件实现模块的快速建模。以软件创建的参数化标准模块为基础,以关联、匹配、调取、组合、拆解的关键技术实现PC构件的深化设计与工厂的制造联系。最后,通过实际工程案例进行测试对比。结果表明,竖向PC构件的建模速度提升70%、深化设计效率提升约80%,深化设计费用节省约80%,实现最小制造成本。研究结果有助于构建装配式建筑标准化的设计和生产体系,推广少规格多组合的设计方法,强化数据联系,提高装配式建筑的综合效益。

摘要：文章旨在探讨如何从儿童友好的角度出发,对建筑室内设施进行改善,以满足儿童对室内设施安全性和交互性的需求,从而提高儿童的友好体验,促进儿童身心健康发展。文章通过类比法选择武昌区新建商务设施项目所在城市的三组类似的运行项目,通过问卷调查、访谈、实地观察及实验研究等方法展开研究,针对儿童室内栏杆扶手和儿童室内卫生间把手进行创新研究设计。通过技术创新及设计改进,提升了建筑室内设施对儿童的友好程度,对儿童身心健康的发展具有积极意义。在儿童友好视角下,建筑室内设施改善有利于尊重和保障儿童的权益,更好地维护儿童权利,也为其他室内设施改造提供积极的借鉴与参考。

摘要：不确定信息往往是缺乏的、具有较大的离散性,如何在认知不确定性扰动下保证结构具有良好的稳健性成为多目标拓扑优化设计的技术难题。引入证据理论量化认知不确定,采用基于失效似然度的失效概率区间上限建立新的可靠性指标,将结构总质量和结构可靠性同时作为优化目标,提出了基于证据理论的多目标拓扑优化设计模型。采用无需梯度信息且具有出色非支配策略的多目标并行化微分演化算法求解Pareto最优前沿。为了验证所提方法的有效性,以木桁架结构为优化对象,选取木材的弹性模量和结构荷载为不确定变量,采用所提方法进行多目标拓扑优化。根据优化结果制作6榀相同的桁架试件进行随机静力加载试验,通过试验所得的应力及节点位移判断桁架结构的失效概率,以此验证基于证据理论的稳健性拓扑优化方法的可行性。试验结果表明,基于证据理论的优化方法可以避免认知不确定波动造成的优化结果的偏差,为设计人员提供了一种在考虑数据信息不充足、认知水平有限等情况下仍能使优化结果具有稳健性的新方法。

摘要：利用自主研发的超低温力学加载试验设备,分别实现对钢筋混凝土受弯和轴拉试件同步施加力以及在0~-165℃范围内的降温作用.研究钢筋混凝土在超低温作用下的抗拉刚度和抗弯刚度随温度的变化规律,以及混凝土与钢筋在超低温条件下因线膨胀系数差异引起的约束内力发展情况.研究结果表明:在0~-100℃内,轴拉试件的抗拉刚度和受弯试件的抗弯刚度变化趋势相似,随温度降低呈非线性增长趋势,在低于-100℃后,两种刚度趋于稳定;随着温度下降,混凝土和钢筋热变形差异会越发显著,并导致在钢筋中产生不可忽略的约束应力,当试件从常温下降到-100℃以下时,其内部的钢筋约束应力更加显著,在设计中应予以重视.

摘要：考虑数据信息较少以及认知水平有限情况下的不确定性对于结构拓扑优化具有重要意义.本文引入证据理论处理不精确的数据信息,采用证据理论的不确定测度克服精确概率约束模型建立的困难,并结合拓扑优化策略,形成了基于证据理论的可靠性拓扑优化设计模型.为了提高不确定测度的计算效率,提出了仿生智能优化算法和不精确极值思想相结合的改进优化算法来降低焦元数目和极限状态函数极值求解所导致的计算量.通过两个桁架算例对所提方法进行验证,结果表明,确定性优化结果可能是不确定情况下的失效解,虽然基于证据理论的最优设计在重量和拓扑形式上相对于确定性优化结果偏保守,但具备抵抗不确定波动的能力.

摘要：设计一种不锈钢管切断装置,主要用来加工直径约130-150 mm、壁厚为1.5 mm的不锈钢管。该切割头可根据钢材、管径的不同自动调节切削速度,是一种行星式全自动切管机。

摘要：在管材的定长切断加工过程中,自动夹紧和送料装置是全自动切割机床的重要组成部分,工件的外形、材质以及加工面的不同使得夹紧装置也各不相同,送料方式的差异直接与切割效率和切口质量密切相关。本文介绍了一种特殊的送料装置的,该装置结合了V形块自动定心和钳式送料的原理,具有夹紧牢靠、操作方便、送料精准、效率高等特点。