2021年8月,建筑工程学院李晓龙博士申报的课题《荷载与环境耦合作用下复合材料轻木夹芯梁弯曲蠕变性能研究》获得国家自然科学基金青年科学基金项目立项,项目资助经费为24万元。
该项目以在基础设施领域具有广阔应用前景的复合材料轻木夹芯梁为主要研究对象,开展其在荷载与环境耦合作用下的弯曲蠕变性能与设计方法研究工作,以期突破夹芯梁弯曲蠕变响应预测模型的建立和夹芯梁抗蠕变优化设计方法的提出这两个关键科学问题。
该项目创新突出,以自主研发蠕变加载装置,完成多种类型蠕变测试工作。利自主研发的弯曲和剪切蠕变加载装置,配合使用拉伸蠕变试验机,完成不同荷载等级和不同环境下的复合材料轻木夹芯梁弯曲,GFRP面层拉伸、压缩以及轻木芯材剪切蠕变性能测试工作,建立反映应力、环境和时间的组分材料蠕变本构模型。
特别利用高清网络摄像头,完整记录夹芯梁蠕变失效过程,探明荷载与环境因素对夹芯梁蠕变挠度发展规律、蠕变破坏时间以及破坏模式的影响,揭示复合材料轻木夹芯梁弯曲蠕变失效机理,构建反映荷载、边界条件、试件尺寸、温度和相对湿度等参数的普适性夹芯梁蠕变挠度预测模型。
提出考虑弯曲蠕变的复合材料轻木夹芯梁设计方法。建立反映荷载与环境因素的夹芯梁蠕变寿命预测模型,以夹芯梁蠕变挠度和蠕变寿命为关键控制参数,提出合理考虑弯曲蠕变的夹芯梁设计方法,并进一步优化蠕变模型中的参数,提出夹芯梁抗蠕变设计方法,提升复合材料轻木夹芯梁在实际工程应用中的安全性和可靠性。
该项目聚焦前沿,独辟蹊径,预期产出授权发明专利1项、实用新型专利2项;在国内外学术期刊发表论文5篇,并提供完整的综合研究报告。在复合材料轻木夹芯结构应用范围不断扩大的背景下,该项目对提升复合材料轻木夹芯结构在长期服役过程中的尺寸稳定性,实现其作为长期承重构件的推广应用具有重要意义。
近年来,江苏开放大学通过加强高层次人才引育,“两动员”、“两指导”等举措,有力地保障了我校申报国家自然科学基金的各项工作,立项数也稳步保持,为我校顺利实施科技“十四五”规划开好局,起好步,具有重大的意义。
(图/文:科技处)