無粘結的案例
上交《AFM》：一種無粘結劑方法構建鋁基MOF，優異吸水性能！
然而，現有的粘結劑包覆方法需要重復操作，不可避免地會堵塞MOF的孔隙，導致吸附容量降低。
來自上海交通大學的學者提出了一種無粘結劑的方法來構建MOF-on-Metal結構。以鋁基體溶解后的鋁離子為原料，通過原位合成Al基金屬氧化物薄膜(MIL-96和MIL-100)，在鋁基體上制備了生長良好的多晶Al-MOF層。本文對MOF涂層的形貌和化學成分進行了系統的表征，并提出了一種pH控制策略來調節復合MOF的相對比例。重要的是，金屬氧化物-非金屬結構表現出超高的吸水量(192.5 g m?2)，這是所有已報道的干燥劑涂層金屬結構中最高的，并且具有優異的循環穩定性。在此基礎上，對采用金屬-金屬復合結構的除濕熱泵系統的性能進行了預測，結果表明，該系統的運行周期比采用粘結劑硅膠涂層的系統長80%，平均除濕量可達8.36g kg-1。
綜上所述，該方法能夠形成無粘結劑、低成本、高性能的MOF涂層，在高效節能吸附領域具有廣闊的應用前景。相關文章以“Binder-Free Growth of Aluminum-Based Metal–Organic Frameworks on Aluminum Substrate for Enhanced Water Adsorption Capacity”標題發表在Advanced Functional Materials。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1002/adfm.202105267
圖1.MOF-on-Metal結構的建立：a)雜化鋁基MOF的一步合成。
展開 【經典案例欣賞37】無粘結預應力筋插板式柱柱連接滯回模擬
項目難點：
1、復雜模型快速建模；
2、插板式芯筒接觸設置；
3、無粘結預應力筋簡化設置；
4、后處理分析。
若有興趣，可加我QQ2170453510。
【經典案例欣賞13】節段式無粘結預應力預制裝配橋墩柱滯回模擬
項目難點：
1、精細建模；
2、節段預制混凝土間的接觸設置（法向硬接觸、切向摩擦、粘性行為）；
3、底部節段邊界設置；
4、無粘結預應力筋設置；
5、滯回模擬通法設置。
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【經典案例欣賞19】預制裝配無粘結預應力筋鋼筋混凝土節段搖擺橋墩柱滯回模擬
項目難點：
1、節段橋墩柱典型做法；
2、無粘結預應力筋新方法設置（非MPC約束）；
3、搖擺柱注意事項。
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【經典案例欣賞25】鋼管加固無粘結預應力筋多節段預制裝配鋼筋混凝土橋墩柱滯回模擬
項目難點：
1、多節段混凝土部件接觸設置；
2、鋼管加固設置；
3、無粘結預應力筋簡化設置；
4、復雜模型快速建模。
若有興趣，可加我QQ2170453510。
自復位橋墩（OpenSees、ABAQUS）
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</div><p><strong>1、無粘結預應力筋與混凝土的設置</strong></p><p>MPC。</p><p><strong>2、無粘結預應力筋</strong></p><p>降溫法、初始應力。</p><p><strong>3、裝配式接縫</strong></p><p>定義接觸和cohesive。</p><p><br></p><p><strong>公眾號：結構工程師</strong></p><p><strong>如有問題，可加我微信YClarie</strong></p><p><br></p><p><br></p>
展開 案例合集5-無粘結預應力構件
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【經典案例欣賞3】搖擺構件滯回模擬
項目難點：
1、無粘結預應力筋或者無粘結耗能筋的設置；
2、預制墻體與底座的接觸設置；
3、精細建模；
4、控制預制墻體不飛出去。
若有興趣，可加我QQ2170453510。
幾乎無收縮和變形，墨科瑞發明粘結劑噴射金屬3D打印低溫燒結技術
南極熊導讀：粘結劑噴射金屬3D打印技術（BJ，Binder Jetting）近年從眾多的金屬3D打印技術中脫穎而出，已在全球形成一種強勁的趨勢；可能比SLM激光金屬3D打印技術有著更大規模工業應用潛力，今年大眾汽車和福特汽車紛紛宣布使用粘結劑噴射3D打印技術批量生產汽車零件。但與粘結劑噴射技術相關墨水、噴頭、燒結等核心技術一直被國外巨頭把持，成為國內相關領域的“卡脖子”技術。
南極熊不久前曾報道過，長沙墨科瑞公司成功研發出兩款環保型水性粘結劑噴射金屬3D打印用墨水，填補了國內空白。
2021年國慶假期剛過，南極熊獲悉，長沙墨科瑞研制成功獨特的粘結劑噴射金屬3D打印低溫燒結技術。
△低溫燒結后得到的金屬3D打印零件
01
粘結劑噴射金屬3D打印的優勢及挑戰
粘結劑噴射金屬3D打印技術（BJ，Binder Jetting），以高效的大幅面打印速度、高精度、高復雜結構、無支撐、多材料組合等，也已形成技術、成本等綜合競爭優勢。
然而，粘結劑噴射金屬3D打印技術（BJ）的進一步發展同樣面臨諸多挑戰。
除了相關裝備（噴頭、控制板卡）、材料（粘結劑、納米墨水）等“卡脖子”技術外，業內人士都知道，很大的挑戰還來自于后處理燒結技術。在金屬“生坯”的后處理冶金燒結過程中，會不可避免地出現收縮、非對稱變形等難以克服的技術問題。
打印的金屬“生坯”部件越大，出現的收縮、非對稱變形也會越大。這也是傳統的粉末冶金、MIM（金屬注射成型）不能制作大件的根本原因。
金屬“生坯”后處理燒結中出現的收縮、非對稱變形問題，同樣阻礙國外巨頭的發展。據了解，國外從事粘結劑噴射金屬3D打印技術（BJ）的公司，大都希望通過發展各種仿真燒結軟件或者開發金屬納米粘結劑來解決收縮和變形難題。
展開 彈丸侵徹碳化硅陶瓷/纖維復合材料靶板，對稱模型、復合材料鋪層、材料方向、粘結接觸、無反射邊界設置 ￥9.9
盤點！2020年度碳纖維復合材料領域最新科研進展TOP10
日本研發無粘結碳纖維增強型塑料加固鋼構件法
據外媒報道，日本豐橋技術科學大學（Toyohashi University of Technology）建筑與土木工程系結構工程實驗室的研究人員研發了一種新概念，可利用無粘結碳纖維增強型塑料（CFRP）層板加固關鍵建筑結構中的鋼，從而提升鋼的屈曲性能。此種方法不要求在應用CFRP之前，先進行表面處理，因為CFRP不會粘結在鋼的表面，只是通過提升鋼的抗彎剛度來提高結構強度。
天大研發“碳纖維超級涂層”
天津大學張雷教授團隊利用新型兩親性材料結合光熱碳纖維，研發出一種利用太陽光產熱的“超級涂層”。該涂層性能優異的關鍵在于將可降低冰點的親水材料、低表面材料與光熱碳纖維有機融合，不僅能有效阻止結冰形成，吸收太陽光產熱除冰，還降低了涂層表面的冰附著力，可使積冰在陽光的照射下，僅依靠風力、重力等自然條件輕松去除。相關成果已發表于國際權威期刊《化學工程雜志》。
NawaStitch新工藝有望使碳纖維復合材料更輕更強
法國的Nawa Technologies正在美國開展業務，并將其快速，價格合理的垂直排列碳納米管（VACNT）制造工藝引入新的應用程序：使碳纖維復合材料更堅固。
根據N12和現在的Nawa所說，兩層之間的膠水可能是薄弱點，隨著零件彎曲而變差。這可能導致分層，或僅破壞零件的強度。
展開 
PFC復合巖石直剪試驗模擬 ￥5
直剪試驗一般用來標定界面參數，我這里給出無粘結界面巖石直剪試驗的過程。
首先因為有兩種巖石，所以為了不讓兩個巖石嵌在一起，所以這里在預壓之后，在試樣中間再生成一個墻，再預壓平衡一下，保證上下的顆粒內應力都是一個值，這樣才能保證之前雙軸標定的參數的準確性。
配圖1：預壓后
配圖2：加膠結
可以看到生成的額墻將上下分為較為平滑的界面。這個方式在顆粒數比較少的時候是比較實用的，顆粒數比較多的話應該改善效果不大。
在膠結加完后，重新生成剪切盒，并且設置伺服條件。
配圖3：剪切盒示意圖
最后再將上部的剪切盒向一個方向移動便可以了。
配圖4：剪切位移圖
配圖5：力鏈圖
配圖6：剪應力曲線
注意一點是這里沒有記錄剪應變，朋友們可以自己加一下，用剪應變率成時間便是剪應變了，這個不難的。
展開 ADAPT-PT 簡介
ADAPT-PT 是業界標準的后張預應力梁、板與樓板系統的程序，可以是粘結 (bonded) 或者無粘結 (unbonded) 的預應力筋。于雙向樓板系統時，用戶可以選擇采用等代框架法 (Equivalent Frame Method) 或者簡單框架法 (Simple Frame Method) 作分析。于后張預應力設計時，用戶可以選擇采用有效預應力法 (Effective Force method) 或者可變預應力法 ( Variable Force method) 也就是預應力筋選擇法 (Tendon Selection)，程序會計算后張預應力構件長向上預應力筋的摩擦與長期應力損失量。ADAPT-PT 可以處理有托板 (drop panels)、柱帽 (drop caps) 、上下分級 (steps above and below) 、橫梁 (transverse beams) 與異型截面 ( non-prismatic sections) 之樓板與肋梁 (slab beams)，依據真實的斷面尺寸與材質計算自重，除了后拉預應力的數量與配置外，程序還依強度與最低需求量計算構件長向上之非預應力鋼筋之位置與數量，結果會以清析簡潔的表格形式顯示，也有圖形顯示。
展開 如何有效降低用鋼量？
目前，國內外常見的鋼筋混凝土樓蓋體系有如下幾種：1）現澆梁板式樓蓋；2）井字樓蓋；3）無梁樓蓋；4）預應力框架扁梁密肋樓蓋；5）無粘結預應力無梁樓蓋。鋼筋用量最少的是無粘結預應力無梁樓蓋、其次是預應力框架扁梁密肋樓蓋，鋼筋用量最多的是井字樓蓋和現澆梁板式樓蓋。
2.3 采用Ⅲ級鋼筋
鋼筋目前常用有三種：HPB300、HRB335和HRB400,采用高強度HRB400 級鋼筋是一種趨勢，大部分設計院已全面使用Ⅲ級鋼。Ⅲ級鋼筋強度設計值是Ⅱ級鋼筋強度設計值的1.2倍，但是Ⅲ級鋼筋目前的市場價格比Ⅱ級鋼筋略高一點，價格比約為1.05～1.10。若用強度較高的Ⅲ級鋼筋代替強度低的Ⅱ級鋼筋用于建筑，則可節約鋼材約15 %，這是降低用鋼量最直接的措施。
2.4 構件設計
對于構件本身的設計，主要從梁、板、柱、墻這幾種構件，在規范允許的范圍內降低結構設計中鋼筋量的一些方法。
2.4.1 柱、墻
1)合理地確定墻柱截面：可以通過合理選擇混凝土強度等級從嚴控制柱子的軸壓比，在滿足規范要求的前提下減小柱截面。抗震墻如能合理地布置，也可以減小墻截面。2)盡量使梁對柱中布置,這樣可以減少柱子的偏心,也就減少了柱子的縱筋量。3）降低剪力墻約束邊緣構件的體積配箍率
采用C35混凝土、HRB400鋼筋比采用C40混凝土、HRB335鋼筋的配置方案降低鋼筋含量27%，軸壓比可通過調整墻截面來解決。
2.4.2 梁
1)合理設計梁截面。盡量避免梁寬≥350,否則箍筋按構造須采用4肢箍,造成箍筋用量增加。增加梁高可以降低梁面及梁底的配筋量, 但箍筋量也有所增加。2)梁的歸并系數要取小,否則歸并后雖然減少了結構的工作量, 但梁配筋就會增加。3)計算時考慮梁柱節點剛域作用,可以降低梁的配筋量。
展開 預應力的實現
但在后張法中有幾個問題是應該考慮的(當然可以不予理睬)：
①力筋的滑動問題：在張拉過程中，力筋與混凝土之間沒有粘結，存在接觸和滑動；而張拉完畢后，一般又都建立了粘結。這個問題可以這樣考慮，因為分析總是張拉完畢(哪怕是某一束)，這時顯然沒有滑動問題了，即可以按有粘結處理；而在荷載作用下有了粘結，自然可以按有粘結處理。但是對于無粘結預應力混凝土和體外預應力混凝土另當別論，體外倒簡單，無粘結的曲線力筋則麻煩了；（等效荷載法也存在該問題，但更沒有辦法考慮）
②基本上接著上述問題，大家知道，在張拉完畢后力筋的應力是已知的！(也就是確定的)，在分析時輸入降溫也是按張拉應力反算的，計算后力筋的應力顯然不等于張拉應力！這里有彈性壓縮的問題，即降溫應該計入混凝土彈性壓縮損失，這就比較麻煩(等效荷載法不存在該問題，施加多少是多少)你可以考慮增大一定的比例，然后降溫計算，二者相符或差別合適時認可。
綜上：研究類計算分析，建議采用整體式之降溫模擬方法。
加個小例子：
!簡支梁實體與預應力鋼筋分析
/COM, Structural
/PREP7
egjx=2e5 !Ey
agjx=140 !單根鋼絞線面積
ehnt=4e4 !Eh
xzxs=1.0e-5 !線脹系數
yjl=200000 !定義預加力
et,1,link8 !定義link8單元
et,2,solid95 !定義solid95單元
r,1,agjx !定義link8單元的面積
r,2 !定義第2種實常數
mp,ex,1,egjx !定義link8單元的彈性模量
mp,prxy,1,0.3 !定義link8單元的泊松系數
mp,alpx,1,xzxs !定義線膨脹系數
mp,ex,2,ehnt !定義solid95單元的彈性模量
mp,prxy,2,0.3 !
展開 