碳纤维加固混凝土结构界面缺陷对其疲劳寿命影响研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11402166
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    26.0万
  • 负责人：
    尚伟
  • 依托单位：
    天津城建大学
  • 学科分类：
    A0812.实验固体力学
  • 结题年份：
    2017
  • 批准年份：
    2014
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

The key of the carbon fiber reinforcing concrete structure is the bonding properties of carbon fiber and concrete. As the bonding layer is weak the debonding failure occurs frequently in the interface of the carbon fiber and the concrete. It is important to evaluate the influence of the defects to the remaining life of the carbon fiber reinforcing concrete structure. A test system is developed by the stroboscopic method and the photoelastic coating method. The test system is used to test the strain round the interface by the fatigue load. According to the experiment dates the finite element method is used for the inversion of the model parameters which are used to establish the interface slip model. An electronic shear speckle instrument is developed for the detection of the bonding defects of the carbon fiber reinforcing concrete structure. The instrument is used to test the expanding of the interface bonding defect by the fatigue load. According to the test results and the interface slip model the expanding of the interface bonding defect is analyzed. According to the analysis results the residual strength model is established to evaluate the fatigue life. According to the interface slip model and the residual strength model the finite element method is used to study the influence of the different defects to the fatigue life. The site test of the bonding defect of the carbon fiber reinforcing concrete structure is achieved. According to the location, shape and size of the bonding defects the fatigue life is evaluated.
碳纤维加固混凝土结构成功与否，主要取决于碳纤维与混凝土之间粘接性能的优劣。在胶层弱的情况下碳纤维与混凝土界面的剥离破坏都发生在界面上。如何评估缺陷对碳纤维加固混凝土结构剩余寿命的影响也变得至关重要。针对此问题本项目研制频闪法与光弹贴片法相结合的频闪疲劳测试系统，运用此系统测试疲劳载荷下界面附近的变形场，根据实验数据运用有限元软件反演模型参数，进而建立界面滑移机理模型。研制适用于碳纤维加固混凝土结构粘接缺陷检测的电子剪切散斑检测仪，运用此仪器对疲劳载荷下界面粘接缺陷的扩展测试，结合建立界面滑移机理模型进行粘接缺陷的扩展分析，并建立剩余强度退化模型估算疲劳寿命。根据建立的界面滑移机理模型和剩余强度退化模型，运用有限元方法研究碳纤维加固混凝土结构不同界面粘接缺陷对其疲劳寿命的影响。实现碳纤维加固混凝土结构界面粘接缺陷的现场检测，并根据缺陷的位置、形状和大小对结构的疲劳寿命进行评估。

结项摘要

碳纤维加固混凝土结构成功与否，主要取决于碳纤维与混凝土之间粘接性能的优劣。在胶层弱的情况下碳纤维与混凝土界面的剥离破坏都发生在界面上。如何评估缺陷对碳纤维加固混凝土结构剩余寿命的影响也变得至关重要。本项目设计出频闪疲劳测试系统，此系统由疲劳试验机、频闪光源和CCD摄像机组成。频闪疲劳测试系统可结合光学测试方法对变形场或应力场进行测量。设计出基于光弹传感器的压力测量系统来替代光弹贴片法，此方法利用钻芯法留下的圆孔来安装设计的光弹传感器对碳纤维加固混凝土结构进行测试，设计光弹传感器和数据采集装置，并对数据采集方法和光弹材料的力学性能进行系统研究。频闪疲劳测试系统可结合基于光弹传感器的压力测量系统对碳纤维加固混凝土结构进行测试。对碳纤维加固带裂纹缺陷的混凝土试件的力学性能进行实验研究和有限元数值模拟研究，并根据实验结果对界面滑移机理进行分析。设计出适用于CFRP加固混凝土结构粘接缺陷现场检测装置，该装置的加载方式采用本项目首次提出的局部真空加载法。提出对于小变形运用实时时间差电于剪切散斑技术进行检测，对于大变形运用傅里叶变换轮廓法进行检测，并对检测方法的测试精度影响因素进行研究。此检测装置能够实现碳纤维加固混凝土结构界面粘接缺陷的位置、形状和大小的现场检测。

项目成果

期刊论文数量（6）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（2）
Study on several problems of automatic full-field isoclinic parameter measurement by digital phase shifting photoelasticity
数字相移光弹自动全场等斜参数测量若干问题研究
  • DOI：
    10.1016/j.ijleo.2015.05.053
  • 发表时间：
    2015-10
  • 期刊：
    Optik
  • 影响因子：
    3.1
  • 作者：
    尚伟;Xinhua Ji;Xiaojing Yang
  • 通讯作者：
    Xiaojing Yang
Effect of Molecular Chain Structure on Fracture Mechanical Properties of Aeronautical Polymethyl Methacrylate Using Extended Digital Image Correlation Method
利用扩展数字图像相关法研究分子链结构对航空聚甲基丙烯酸甲酯断裂力学性能的影响
  • DOI：
    10.1155/2016/1372413
  • 发表时间：
    2016-01-01
  • 期刊：
    ADVANCES IN MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Shang, Wei;Yang, Xiaojing;Liu, Zhongxian
  • 通讯作者：
    Liu, Zhongxian
航空层合定向PMMA疲劳断裂性能的频闪法研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    中国塑料
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    尚伟;计欣华;杨晓婧;张博
  • 通讯作者：
    张博
Study on influential factors of measurement precision using Fourier transform profilometry
傅里叶变换轮廓测量精度影响因素研究
  • DOI：
    10.1016/j.ijleo.2018.01.080
  • 发表时间：
    2018-01-01
  • 期刊：
    OPTIK
  • 影响因子：
    3.1
  • 作者：
    Shang, Wei;Liu, Jie;Ji, Xinhua
  • 通讯作者：
    Ji, Xinhua
Effect of the Reinforce Process on the Fatigue Fracture Properties of Aeronautical Polymethyl Methacrylate
增强工艺对航空聚甲基丙烯酸甲酯疲劳断裂性能的影响
  • DOI：
    10.1155/2016/7126854
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    Advances in Materials Science and Engineering
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Shang Wei;Yang Xiao-jing;Ji Xin-hua;Liu Zhong-xian
  • 通讯作者：
    Liu Zhong-xian

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  • 作者：
    张壮;李宁毅;陈万涛;尚伟
  • 通讯作者：
    尚伟

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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