钢混凝土界面接触热阻试验,本论文主要论述了热阻论文范文相关的参考文献,对您的论文写作有参考作用。
热阻论文参考文献：
摘 要：火灾条件下钢管和混凝土间界面热阻对结构温度场有很大影响.利用INSTRON 8874型高温材料试验机的高温接触热阻试验装置对钢-混凝土界面接触热阻进行了试验研究,根据各测点的温度时间历程曲线,利用多项式拟和方法外推得到钢、混凝土界面处温度值,通过热传导方程和接触热阻定义得到了界面接触热阻.试验结果表明,不同界面压力下钢管混凝土界面的接触热阻数值比较稳定,和文献结果相比有一定可靠性；无界面压力下钢管混凝土界面的接触热阻数值离散性大,随温度变化明显.
关键词：钢管混凝土；界面接触热阻；火灾；界面压力
中图分类号：TU352.5 文献标志码：A 文章编号：1674-4764（2015）02-0034-05
接触热阻是由于固体表面间接触不紧密造成的,当发生热量传递时,上述非紧密接触的界面将产生热阻.在航空航天和机械工程领域,对接触热阻进行了大量的理论、试验和数值研究[1-7],这些研究一般对界面模型的精细程度和接触热阻值精度要求比较高.而对于土木工程材料,尤其是混凝土材料的特殊性,土木结构界面的接触热阻研究还比较少.
火灾（高温）条件下钢管和混凝土间界面热阻对结构温度场有很大影响,而温度场分析对进一步认识钢管混凝土结构的高温力学性能和耐火极限有重要作用.钢管混凝土接触热阻是由于钢管和混凝土交界面处接触不紧密造成的.接触热阻的存在减小了钢管传向核心混凝土的热流,导致钢管升温加快而混凝土升温减慢,从而使得钢管内壁和混凝土表面间存在明显的温度跃变.在计算中若不考虑界面接触热阻,则钢管内壁和混凝土表面温度相同,这将导致钢管温度计算值偏低,混凝土计算值偏高.为了得出准确的温度场分布,需考虑钢管和混凝土界面接触热阻.
齐晗兵[8]用防护热板法和圆管法分别对钢管混凝土界面接触热阻进行了测定.Ghojel[9]对未加载的圆钢管混凝土构件的接触热阻进行了试验研究和数值分析,试验结果发现在钢管混凝土不同方向测量得到的热阻差别很大,因此最终取值为各个方向的平均值.这说明接触热阻大小和界面接触的紧密程度和材料的物理参数等密切相关,研究界面接触热阻可取宏观平均值.同时,考虑到钢管混凝土柱承受荷载后其界面空隙有所增大,还提出了受荷后钢管混凝土中钢管和混凝土的接触热阻为未受荷时的12倍.中国还有多位学者[10-14]提出了钢管混凝土界面接触热阻的经验公式和理论解,但运用起来比较复杂.同时研究也表明,接触热阻的存在对结构温度场分布影响比较大.
从以上钢管混凝土界面接触热阻研究结果看出,界面接触热阻取值研究由于不够充分,现在还没有统一的取值.本文应用基于INSTRON 8874型高温材料试验机的高温接触热阻试验装置对钢管混凝土界面热阻进行测定,利用该仪器已经进行了C/C复合材料和高温合金GH600之间高温接触热阻的试验研究[15],对钢-混凝土界面接触热阻的研究目的是探讨能否为钢管混凝土温度场计算提供合理的热阻取值.
张宏涛,等：钢混凝土界面接触热阻试验研究
1 高温下钢混凝土接触热阻试验方法
1.1 试验原理
试验的基本原理是将圆柱型的钢、混凝土试件在一定压力下轴向接触,如图1所示.钢试件的一部分位于加热炉中,对其进行加热,混凝土低温端强制冷却,位于炉子上部的试件侧向做绝热处理,使热流自下而上流动.通过测量试件沿轴向不同位置的温度,进而可计算求得钢、混凝土界面接触热阻.
试验测点布置如图1所示.测点按位置从上到下标识为“1,2,3,0,4,5,6”,各测点间的距离如表1,其中界面位置标为0.通过测温仪可测得不同时刻各测点的温度.由不同时刻钢、混凝土各测点温度进而可以用最小二乘法分别拟合外推得到不同时刻钢、混凝土界面的温度Ts、Tc,从而求得界面处温度跃变ΔT.
1.2 试验简介
试验采用清华大学力学实验室的基于INSTRON 8874型高温材料试验机的高温接触热阻试验装置,如图2所示.整个装置由加热装置、保温装置、测温装置、冷却装置、加载装置及试件等组成.
图2 基于INSTRON 8874型高温材料试验机的高温接触热阻试验装置
Fig.2 The high temperature thermal contact resistance testing device based on INSTRON 8874 testing machine
混凝土试件采用C30自密实混凝土,水泥是42.5硅酸盐水泥,粉煤灰是Ⅱ级粉煤灰,粗骨料是豆石（5～20连续级配）,细骨料是河砂,外加剂是聚羧酸高性能减水剂.配比为水泥210 kg/m3,粉煤灰360 kg/m3,石子870 kg/m3,砂子650 kg/m3,水200 kg/m3,减水剂2.5 kg/m3.首先浇筑150 mm×150 mm×550 mm的混凝土试块,养护到7 d时,用水钻取芯,水钻钻头为φ32.取出的混凝土芯直径29 mm,高150 mm.取出混凝土芯后,用混凝土切割机将其切断,并用角向磨光机将混凝土表面打磨平整,得到所需尺寸的混凝土试件.然后将试件置于钻床上,在试件侧向打孔,以便插入热电偶测温.打完孔之后,继续养护至28 d.混凝土试件直径29 mm,高40 mm,侧向测温孔直径3 mm,侧向的测温孔深入到试件中心处.钢试件采用Q345钢,试件直径为30 mm,高115 mm（不包括试件夹持部分）,测温孔直径3 mm,深入到试件中心处,试件如图3所示.
图3 混凝土试件和钢试件
Fig.3 Test specimen of concrete and steel
2 试验结果和分析
为了对 析钢混凝土在不同界面压力下接触热阻随温度的变化规律,分别利用压力加载装置测得了加载值为0、0.5、1、3和6 kN（分别对应界面压力为0、0.76、1.51、4.54、9.08 MPa）时的接触热阻试验结果.根据钢管混凝土实际工作状态,有界面压力表明钢管和混凝土界面没有分离而且紧密接触,无界面压力表明钢管和混凝土界面没有压力,但是没有分离.
结论：关于本文可作为相关专业热阻论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文热阻测试论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。
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