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形状记忆合金纤维在混凝土中的界面性能计算模拟研究任务书

 2020-02-20 06:02  

1. 毕业设计(论文)主要内容:

地震、台风和海啸等自然灾害对人类生命和财产安全构成巨大威胁,其中建筑物的破坏和倒塌是造成灾难的主要原因之一,而道路桥梁的破坏切断了灾区交通生命线,造成救灾工作的巨大困难,进一步使灾情加剧。在土木建筑中,当钢筋混泥土结构遭到一定应力冲击时,有时即使不发生断裂或坍塌,也会在大范围内产生裂纹,使得修复变得十分困难和不经济。筋混凝土(rc)结构维持相当可观损伤量,显示大面积的残余裂纹,在一次足够大的地震事件后。 rc结构有效抵抗地震事件并确保居住者的生存,但事后他们显示大的残余偏移,由钢的塑性屈服引起使用的钢筋,影响其稳定性。在这种情况下,建筑物不能立即重新使用。此外,修复这些损坏结构通常是困难的,在某些情况下不切实际,由于大的残留漂移和过度损坏。修复或拆除这种结构会导致相当大的成本。目前,在建筑物的抗震减震设计中,常把对地震作用的“硬抗”变为“疏导”来隔离和消耗地震能量,可以避免传统结构加固方式仅靠自身塑性变形吸收能量的缺点,使得建筑物上部结构在强震动中只发生刚体摇晃而基本不发生变形,从而保证建筑物自身的安全。如果将形状记忆合金置于土木建筑结构中,不仅能在结构受到外界振动影响而出现变形、裂纹、损伤时,较大部分的能量都可被形状记忆合金吸收并耗散掉,而且还可以利用形状记忆合金的功能特性,实现对结构的自我诊断,因此显著增加了结构的安全可靠性。

纤维混凝土,又叫纤维增强混凝土,通常以水泥净浆、砂浆或混凝土作为基材,掺入适量的非连续的短纤维或连续的长纤维增强材料,形成的一种新型的复合材料,是当代混凝土改性研究的一个重要领域。近年来,以钢纤维、合成纤维、碳纤维及玻璃纤维为代表的纤维,在混凝土中应用得到了迅速的发展,纤维混凝土是继钢筋混凝土、预应力混凝土之后的又一次重大突破。由于纤维和混凝土的共同作用,使混凝土具有一系列优越的性能,因而受到国内外工程界的极大关注和青睐,并广泛应用于各工程领域。许多相关研究表明:纤维混凝土不仅具有传统混凝土的优良特性,而且还弥补了传统混凝土的众多缺陷。

形状记忆合金(shape memory alloy,sma)是一类能够“记忆”其初始形状的合金材料,由于同时具有传感和驱动功能,是一种智能材料。采用形状记忆合金纤维置于混凝土中,可利用形状记忆效应来控制裂纹宽度,实现裂纹的闭合。采用不同形状的sma纤维置于水泥砂浆中,针对sma纤维与水泥基材料的界面力学性能进行研究。主要内容包括以下:

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2. 毕业设计(论文)主要任务及要求

1.阅读形状记忆合金应用方面的书籍和文献,了解形状记忆合金作为减震吸能材料应用的基本知识,查阅相关的文献不少于15篇,其中近五年外文文献不少于3篇;

2.完成不少于4000字的英文论文翻译;

3.设计出一个单丝拔出的装置,并制备相应的单丝拔出试样并对其纤维拔出过程中的力学行为进行测试和评价。

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3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排

1.第1-2周查阅国内外文献并翻译英文文献,了解形状记忆合金减震吸能应用的相关知识,了解混凝土复合材料制备方法,完成开题报告;

2.第3-4周学习与研究内容相关的设计知识和试验方法,开始进行结构设计和实验研究准备;

3.第5-8周完成结构设计和制作;

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4. 主要参考文献

1. choi e , kim d , lee j h , et al. monotonicand hysteretic pullout behavior of superelastic sma fibers with differentanchorages[j]. composites part b: engineering, 2017, 108:232-242.

2. jong-han l , kun-joon l , eunsoo c .flexural capacity and crack-closing performance of niti and nitinb shape-memoryalloy fibers randomly distributed in mortar beams[j]. composites part b:engineering, 2018:s1359836818316457-.

3. lee k j , lee j h , jung c y , et al.crack-closing performance of niti and nitinb fibers in cement mortar beamsusing shape memory effects[j]. composite structures, 2018:s0263822318301053.

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