收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高强混凝土阻尼功能设计及其性能研究

田耀刚  
【摘要】: 混凝土的阻尼功能是将振动能转变成其它形式的能量耗散的能力,它对于提高结构稳定性、安全性和耐久性以及防振减灾亦具有重要意义。混凝土材料是土木工程建筑的主要材料,然而其阻尼功能低,且存在阻尼功能与强度等力学性能不可兼顾的矛盾,制约了混凝土材料在结构工程,尤其是长期处于频繁振动荷载作用结构中的推广与应用。论文针对该问题,对混凝土材料的组成、结构与性能进行系统的研究,提出了具有阻尼功能高强混凝土(DHSC)的设计方法,揭示了DHSC组成、结构与性能的相关规律,掌握了DHSC的关键技术,为该类材料的设计、制备以及推广应用提供了重要的依据和理论指导。 本文进行的主要工作和取得的重要成果有: 针对混凝土阻尼功能与强度难以兼顾的问题,运用结构振动控制原理,设计制备出既可显著改善混凝土阻尼功能,又可避免强度降低的阻尼功能单元——混凝土阻尼器。在此基础上,提出基于阻尼器节点式空间网络分布的高强阻尼混凝土理想结构模型。在该混凝土中,呈节点式分布的阻尼器通过水泥基体中的有机高分子材料相连接,形成以阻尼器为节点,以适量呈均匀分布的有机高分子材料构成的空间网络连接各阻尼器的节点式空间网络结构。在振动荷载作用下,通过阻尼器与基体中有机高分子材料的协同作用耗散振动能量以改善混凝土的阻尼功能,并可防止阻尼材料直接掺入混凝土基体而导致的力学下降与耐候性、耐久性问题,为制备高强阻尼混凝土提供了理论指导。 依据高强阻尼混凝土理想结构模型,建立了适用于高强混凝土的阻尼器理想结构,发明了阻尼器材料设计与制备方法。阻尼器包括高强基体与阻尼材料两部分,通过对高强基体材料组成、结构与性能的研究,确定了其配料与制备的关键工艺参数,制备出颗粒强度在7.0MPa以上的高强基体材料。在此基础上,通过对阻尼材料的设计与优选,掌握了基体材料与阻尼材料的匹配原则及阻尼器的制备方法,研究探明了影响阻尼器力学性能与阻尼功能的主要因素,确定了阻尼器的制备工艺,实现了阻尼器结构、性能与阻尼功能的可设计与可控制性,为高强混凝土阻尼功能的设计与控制提供了关键组成材料。 系统研究了阻尼器种类与掺量、水灰比、辅助胶凝材料、体积砂率、纤维种类与掺量及聚合物等因素对DHSC的阻尼功能与力学性能的影响规律,结果表明,在一定范围内引入阻尼器能显著提高混凝土的阻尼功能而不降低其力学性能,合理控制水灰比、体积砂率并结合复掺辅助胶凝材料、纤维与聚合物技术,可制备出具有阻尼功能的高强混凝土,确定了配制DHSC的主要技术参数,并提出其配合比设计方法。 采用SEM、EDXA、MIP等测试手段,结合力学性能及耐久性能试验,研究了DHSC的组成、结构与性能之间的关系,揭示了水泥石及其与阻尼器和普通集料组成的两种界面过渡区在阻尼器内养护作用下,水化程度提高、空隙率降低、界面处显微硬度提高、混凝土结构密实是DHSC具有优良力学性能和耐久性的主要原因。 基于威布尔分布理论研究了DHSC的振动疲劳性能,结果表明,随着振动疲劳荷载增加,混凝土的寿命明显降低且近似服从两参数威布尔分布;与同强度等级普通混凝土相比,DHSC的振动疲劳寿命明显提高且随其阻尼功能提高而延长;在此基础上,建立了不同失效概率条件下DHSC的振动疲劳寿命预测方程,该研究结果为DHSC推广应用提供了重要参考。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 潘坚;ZN-1阻尼材料的特殊性能[J];宇航材料工艺;1998年05期
2 陈忠明,何连珠,黄季墀;阻尼材料在飞机炮振减振上的应用[J];应用力学学报;2001年S1期
3 陈忠明,何连珠,黄季墀;阻尼材料在飞机炮振减振上的应用[J];飞机设计;2001年02期
4 陈花玲,戴德沛;关于DM—1型动态模量仪用共振法测量温谱图存在的问题及修正方法[J];应用力学学报;1986年02期
5 楚合磊;徐泳文;王世芬;李明俊;;废橡胶、塑料在制造阻尼材料方面的研究和应用[J];新材料产业;2007年05期
6 李德良;王宝柱;刘东晖;刘培礼;;阻尼材料的发展及其在舰船上的应用[J];现代涂料与涂装;2009年02期
7 蔡国栋;;船用阻尼材料应用概况及施工工艺探讨[J];材料开发与应用;2009年06期
8 谢官模;粘弹性阻尼材料对环肋圆柱壳声辐射的影响[J];武汉工业大学学报;1995年02期
9 李峰;;具有低频衰减性能的粘弹阻尼材料[J];宁波化工;1997年Z1期
10 刘季,陈月明!工程理论与应用研究所;装有粘弹性阻尼材料建筑结构的地震反应分析[J];哈尔滨建筑大学学报;1998年06期
11 孙庆鸿,毛南敏;振动与噪声的阻尼控制技术(一)[J];机械制造与自动化;1998年02期
12 徐丰辰;李洪林;刘福;;汽车用阻尼材料及其与车身的粘接[J];粘接;2007年05期
13 徐丰辰;李洪林;刘福;;轿车NVH工程设计[J];汽车工艺与材料;2009年06期
14 周春华;吴丽丽;张玉芳;;碳纳米管-阻尼材料研究进展[J];济南大学学报(自然科学版);2009年04期
15 张文毓;;阻尼材料发展现状与应用进展[J];材料开发与应用;2011年02期
16 伏同先;阻尼技术及其在舰船减振降噪中的应用[J];噪声与振动控制;1985年S1期
17 俞祖绅;李光明;;在齿轮上涂阻尼材料来降低噪声[J];机械制造;1981年07期
18 张玉峰;阻尼在降噪技术中的应用[J];中国机械工程;1987年05期
19 梁健;振动阻尼讲座——第二讲 环境因素对阻尼材料性能的影响及其分析[J];噪声与振动控制;1990年02期
20 谭庆泰;汪智;;材料特性测定方法新探[J];长沙交通学院学报;1992年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李宁;;金属阻尼材料及其应用[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第7分册)[C];2010年
2 张芬玉;周华荣;刘景江;侯春荣;李滨耀;余赋生;;共混高聚物阻尼材料[A];首届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1992年
3 田春蓉;刘静;尚蕾;周秋明;王建华;;硫酸处理的ZN-1阻尼材料的黏接性能[A];中国工程物理研究院科技年报(2005)[C];2005年
4 田春蓉;周秋明;尚蕾;王建华;;铝/ZN-1阻尼材料的粘接技术[A];中国工程物理研究院科技年报(2002)[C];2002年
5 周华荣;余赋生;刘景江;许观藩;;用于纺织机皮结阻尼材料的研究[A];首届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1992年
6 余赋生;;高聚物阻尼材料[A];首届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1992年
7 程栋材;黄志雄;;高聚物材料阻尼机理及IPN阻尼材料的发展进展[A];第十五届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2003年
8 徐新宏;汪南平;许林军;陈茜;;DFH型阻尼材料常温释放物及高温热解物分析与评价[A];2005年全国有机质谱学术交流会论文集[C];2005年
9 罗世凯;雷卫华;周秋明;;聚合物泡沫阻尼材料的研究及其军事应用[A];2006年全国高分子材料科学与工程研讨会论文集[C];2006年
10 程栋材;黄志雄;;高聚物材料阻尼机理及IPN阻尼材料的进展[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄光速;聚硅氧烷/聚丙烯酸酯阻尼材料的合成及性能研究[D];四川大学;2002年
2 王明旭;复杂结构的阻尼减振理论及设计方法研究[D];南京航空航天大学;2010年
3 石敏先;压电相/导电相/环氧树脂阻尼复合材料的制备及性能研究[D];武汉理工大学;2008年
4 吕丽;玻璃纤维芯铅网(丝)增强橡胶阻尼复合材料性能研究[D];国防科学技术大学;2006年
5 徐步青;功能梯度材料板壳结构的声学问题研究[D];北京交通大学;2010年
6 刘其霞;羧基丁腈橡胶系高性能阻尼材料的制备和性能研究[D];东华大学;2009年
7 田宝晶;敷设阻尼层的加肋圆柱壳辐射性能及噪声特性分析[D];哈尔滨工程大学;2006年
8 韦勇;阻尼结构的建模、识别和拓扑优化研究[D];南京航空航天大学;2006年
9 田耀刚;高强混凝土阻尼功能设计及其性能研究[D];武汉理工大学;2008年
10 丁新波;宽温域高阻尼减振复合材料的制备和研究[D];东华大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王瑞瑞;金属丝网橡胶阻尼材料的静动态力学特性试验研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
2 吕林华;复合基座减振设计与阻尼材料布置研究[D];上海交通大学;2012年
3 何宾;高速列车车外噪声分布特征及车轮阻尼控制措施初步探讨[D];西南交通大学;2011年
4 周光举;P(U-MMA-ANI)网络互穿阻尼吸波材料制备与研究[D];燕山大学;2011年
5 张秉辉;桥梁减振阻尼材料的性能实验及分析[D];石家庄铁道大学;2012年
6 李长治;金属波纹管隔振特性的研究[D];河南科技大学;2013年
7 杨金水;复合材料点阵夹芯结构阻尼特性的研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
8 周锋;部分敷设阻尼材料有限长圆柱壳在流场中声辐射性能分析[D];华中科技大学;2004年
9 李军丰;阻尼材料弹性参数测量系统研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
10 顾远;硬质聚氨酯泡沫阻尼材料的结构与性能研究[D];中国工程物理研究院;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 冯淑娟;新阻尼材料应用于客车降噪[N];中国汽车报;2002年
2 中国科技馆 李春才;开道锣的声音为什么哑了[N];大众科技报;2004年
3 张超;“水立方”内静悄悄[N];中国建设报;2007年
4 张超;“水立方”内静悄悄[N];科技日报;2006年
5 本报记者 何珊;中大08款系列客车首次公开亮相[N];中国工业报;2008年
6 郭梅;新技术打造舒适睡眠环境[N];陕西日报;2008年
7 本报记者 吴长锋;此时“无声”胜“有声”[N];科技日报;2009年
8 王其红;七二五所 新型材料成果多[N];中国船舶报;2001年
9 通讯员 林锦;无声的事业[N];中国船舶报;2003年
10 陈启明;新发明让洗衣机宁静地工作[N];中国信息报;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978