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SMAF增强PP/PVA混杂纤维工程水泥基复合材料拉伸性能
1
作者 范淋 杨曌 +1 位作者 祁小龙 邓方茜 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第3期811-820,共10页
将超弹性形状记忆合金纤维(SMAF)掺入高延性工程水泥基复合材料(ECC)可制得兼具高延性及自恢复性能的新型复合材料SMAF增强ECC(SMAF-ECC)。制备ECC所用的聚乙烯醇(PVA)纤维原材料价格较高,本文采用价格相对低廉的聚丙烯(PP)纤维部分代替... 将超弹性形状记忆合金纤维(SMAF)掺入高延性工程水泥基复合材料(ECC)可制得兼具高延性及自恢复性能的新型复合材料SMAF增强ECC(SMAF-ECC)。制备ECC所用的聚乙烯醇(PVA)纤维原材料价格较高,本文采用价格相对低廉的聚丙烯(PP)纤维部分代替PVA纤维制备PP/PVA混杂纤维ECC;再掺入SMAF,制备出SMAF增强PP/PVA混杂纤维ECC,从而实现复合材料成本的降低。为探究该低成本SMAF-ECC是否仍然具备良好的力学性能,论文通过单轴拉伸试验研究不同SMAF掺量和直径下SMAF-ECC的拉伸性能。结果表明:SMAF掺量和直径对SMAF-ECC材料的拉伸性能影响显著;当SMAF直径为0.2 mm、掺量为0.2%(体积分数)时,SMAF-ECC试件拉伸性能最优,相较于ECC试件,SMAF-ECC试件的初裂应力增幅最高为16.79%,极限拉伸应力、应变分别提高了20.85%、2.87%。 展开更多
关键词 工程水泥基复合材料 聚丙烯纤维 形状记忆合金纤维 纤维增强 超弹性 拉伸性能
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不同养护条件下纤维增强水泥基复合材料力学与吸水性能演化规律
2
作者 曲新鹏 薛善彬 +2 位作者 郭哲名 王丹 荆蜂杰 《混凝土》 北大核心 2025年第8期37-42,共6页
利用标准、低温及蒸汽养护条件制备了聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(Polyvinyl Alcohol Reinforced Cementitious Composites,PVAFRCC)和玄武岩纤维增强水泥基复合材料(Basalt Fiber Reinforced Cementitious Composites,BFRCC),研究... 利用标准、低温及蒸汽养护条件制备了聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(Polyvinyl Alcohol Reinforced Cementitious Composites,PVAFRCC)和玄武岩纤维增强水泥基复合材料(Basalt Fiber Reinforced Cementitious Composites,BFRCC),研究了二者的力学、毛细吸水性能随龄期的演化规律,分析了毛细吸水性能与孔隙度的关联。结果表明:3~28 d,标养PVAFRCC和BFRCC的力学性能均提升显著;低温养护下,二者的力学性能较差且增长缓慢;蒸养条件下,3 d时PVAFRCC和BFRCC的抗压、抗折强度及动弹性模量均分别可达到60 MPa、10 MPa和30 GPa以上,而3 d后仅有小幅增长。3种养护条件下,PVAFRCC中PVA纤维掺量由1%增至2%可使其抗折强度提高30%~50%,而BFRCC中玄武岩纤维掺量由0.1%增至0.3%时对其抗折强度无显著影响。3~28 d龄期时,PVAFRCC和BFRCC的毛细吸水系数和孔隙度均为低温养护条件下最高,标养条件次之;蒸养条件下,PVAFRCC和BFRCC的毛细吸水系数和孔隙度均显著低于标准和低温养护试件。随龄期的变化,PVAFRCC和BFRCC的毛细吸水系数与其孔隙度的演化趋势均较为一致。 展开更多
关键词 养护条件 纤维增强水泥基复合材料 力学性能 毛细吸水 孔隙度
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二维定向钢纤维增强水泥基复合材料动态压缩强度模型
3
作者 慕儒 程庆澳 +2 位作者 刘昊奇 赵世伟 王晓伟 《混凝土》 北大核心 2025年第6期1-4,共4页
水泥基复合材料在动态压缩荷载作用下会在与压缩垂直的方向产生膨胀变形,与膨胀方向一致的钢纤维能够有效约束膨胀变形,使材料的动态压缩性能得到改善。通过磁场调控水泥基复合材料中的钢纤维转动至水平平面,制备二维定向钢纤维增强水... 水泥基复合材料在动态压缩荷载作用下会在与压缩垂直的方向产生膨胀变形,与膨胀方向一致的钢纤维能够有效约束膨胀变形,使材料的动态压缩性能得到改善。通过磁场调控水泥基复合材料中的钢纤维转动至水平平面,制备二维定向钢纤维增强水泥基复合材料(Two-dimensionally Aligned Steel Fiber Reinforced Cement-based Composites,2D-SFRC)。对2D-SFRC试件进行动态压缩性能测试,并建立动态压缩强度模型。2D-SFRC试件的动态压缩性能较随机乱向钢纤维增强水泥基复合材料试件显著提高。 展开更多
关键词 二维定向钢纤维 动态压缩性能 动态压缩强度模型 钢纤维增强水泥基复合材料
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钢渣-钢纤维水泥基复合材料的自感知性能
4
作者 周中一 洪雅妮 +1 位作者 庞新龙 王涛 《北京工业大学学报》 北大核心 2025年第9期1092-1101,共10页
为了研究钢渣对硅砂的替代率、钢渣粒径和钢纤维掺量对该复合材料力学性能和自感知性能的影响,进行了不同配合比的水泥基自感知复合材料力学性能和自感知性能试验,结果表明:钢渣粒径对自感知复合材料抗压强度的影响显著;极化效应会引起... 为了研究钢渣对硅砂的替代率、钢渣粒径和钢纤维掺量对该复合材料力学性能和自感知性能的影响,进行了不同配合比的水泥基自感知复合材料力学性能和自感知性能试验,结果表明:钢渣粒径对自感知复合材料抗压强度的影响显著;极化效应会引起试件电阻大幅增加进而干扰压阻效应测试中电阻的测量,通电一定时间后极化效应趋于稳定,电阻不再增加;增加钢纤维含量可缩短极化稳定时间,针对钢渣、钢纤维自感知复合材料,建议预极化处理时间为20 min以减小极化效应的不利影响;增加钢纤维掺量可提高复合材料应力感知灵敏度,应力传感灵敏度最高为1.36×10-3MPa-1。 展开更多
关键词 钢渣 钢纤维 水泥基复合材料 自感知 压阻效应 应力灵敏度
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连续纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料低成本制备工艺研究进展 被引量：1
5
作者 商剑钊 吴小飞 +5 位作者 曹晔洁 吕云蕾 李精鑫 王晶 董宁 刘永胜 《材料工程》 北大核心 2025年第1期15-27,共13页
连续纤维增强陶瓷基复合材料具有低密度、高强度、耐高温等优异性能,已被广泛应用于航空航天、国防军工和新兴民用等领域,但连续纤维增强陶瓷基复合材料制备工艺大多存在成本较高、周期过长等问题,限制其应用和推广,发展低成本制备工艺... 连续纤维增强陶瓷基复合材料具有低密度、高强度、耐高温等优异性能,已被广泛应用于航空航天、国防军工和新兴民用等领域,但连续纤维增强陶瓷基复合材料制备工艺大多存在成本较高、周期过长等问题,限制其应用和推广,发展低成本制备工艺是推动连续纤维增强陶瓷基复合材料广泛应用的关键。本文简要介绍了连续纤维增强陶瓷基复合材料制备工艺现状,总结了反应熔渗、纳米浆料浸渗瞬时共晶、浆料浸渗结合热压等低成本工艺的研究现状,围绕制备工艺优化、复合材料微观结构和性能等方面进行综述,提出了低成本制备工艺的未来研究方向,如熔盐法制备超高温陶瓷界面和反应诱导相分离制备具有孔隙结构均匀的多孔基体,可显著提升连续纤维增强陶瓷基复合材料的综合性能。 展开更多
关键词 连续纤维增强陶瓷基复合材料 制备工艺 低成本 反应熔渗 纳米浆料浸渗瞬时共晶
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湿热老化环境下碳纤维增强树脂基复合材料力学性能退化机制及性能预测 被引量：1
6
作者 汪依宁 陈东东 +2 位作者 肖守讷 王明猛 何子坤 《材料导报》 北大核心 2025年第6期281-288,共8页
为了深入研究湿热老化环境下碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced polymers,CFRP)力学性能退化行为,开展了30℃和50℃两种水温下CFRP材料的浸水老化试验,随后进行老化0、6、12、18、24、30 d后样件的拉伸和压缩性能测试,... 为了深入研究湿热老化环境下碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced polymers,CFRP)力学性能退化行为,开展了30℃和50℃两种水温下CFRP材料的浸水老化试验,随后进行老化0、6、12、18、24、30 d后样件的拉伸和压缩性能测试,并结合SEM分析老化前后CFRP试件破坏形貌。基于有限元软件ABAQUS二次开发功能,构建了考虑湿热老化效应的层内断裂和层间分层失效的二维本构模型,并对老化前和饱和吸水状态下CFRP力学性能进行计算。结果表明:30℃和50℃两种温度下,CFRP吸湿行为均符合菲克定律;随温度提升和老化时间的延长,CFRP力学性能呈现出下降趋势。此外,相比拉伸性能,CFRP压缩性能受湿热环境影响更大,在50℃老化30 d后,CFRP压缩强度和模量降幅分别为39.3%和10.8%,远高于拉伸强度和模量的降幅(8.11%和7.08%)。分析原因是CFRP浸水老化过程中,水分子扩散会导致纤维-基体界面与基体性能恶化,而CFRP压缩性能对以上变化更敏感。 展开更多
关键词 碳纤维增强树脂基复合材料 湿热老化 力学性能 数值模拟
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3D打印纤维增强树脂基复合材料研究进展
7
作者 金银玲 刘艳梅 +4 位作者 史吉鹏 梁新增 关峰 初广昊 李广龙 《化工新型材料》 北大核心 2025年第11期34-40,48,共8页
纤维增强复合材料因具有轻量化、高承载以及卓越的力学性能和功能特性,是我国关键战略材料的重要组成。传统的纤维增强复合材料制造技术难以制备复杂结构零件,限制了复合材料的广泛应用,3D打印技术的飞速发展提供给制备纤维增强复合材... 纤维增强复合材料因具有轻量化、高承载以及卓越的力学性能和功能特性,是我国关键战略材料的重要组成。传统的纤维增强复合材料制造技术难以制备复杂结构零件,限制了复合材料的广泛应用,3D打印技术的飞速发展提供给制备纤维增强复合材料新的思路。综述了3D打印纤维增强树脂基复合材料研究进展包括原材料、基本原理、装备、工艺参数以及力学性能,并对3D打印纤维增强复合材料的未来研究与发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 3D打印 纤维增强树脂基复合材料 工艺参数 力学性能
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钢纤维沙漠砂水泥基复合材料高温力学性能研究
8
作者 车雅丽 何明胜 +1 位作者 夏多田 吴声宏 《石河子大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期314-322,共9页
为研究钢纤维沙漠砂水泥基复合材料(SFDM)在高温环境下的物理性能和力学性能的变化,通过质量检测、相对动弹性模量、力学性能和SEM等试验,分析温度、钢纤维掺量和沙漠砂替代率对SFDM力学性能的影响,探讨高温条件下SFDM强度变化的内在机... 为研究钢纤维沙漠砂水泥基复合材料(SFDM)在高温环境下的物理性能和力学性能的变化,通过质量检测、相对动弹性模量、力学性能和SEM等试验,分析温度、钢纤维掺量和沙漠砂替代率对SFDM力学性能的影响,探讨高温条件下SFDM强度变化的内在机理,试验及结果分析表明:随着温度的升高,试件的质量损失率逐渐增大,相对动弹性模量逐渐减少,其抗压和抗折强度均有不同程度的损失。与普通水泥基材料相比,适量沙漠砂和钢纤维的加入可有效改善试件在高温环境下的力学强度,并且当沙漠砂替代率为20%,钢纤维掺量为1.5%时,高温力学性能达到最优。从微观形貌分析可知:200℃以下时,温度的升高可促进试件内部的水化反应,整体结构没有显著变化;200℃以上时,温度的升高将导致试件内部水化产物逐渐分解,微观结构逐渐变成多孔蜂窝结构,纤维-基底界面粘结程度降低,最终导致宏观力学性能降低。最后通过试验数据进行回归分析且拟合出温度-抗压强度、温度-抗折强度损伤模型,这2个模型公式的相关系数R 2均在0.95以上,表明拟合的结果优良,具有较高的可靠性。 展开更多
关键词 高温 钢纤维沙漠砂水泥基复合材料 力学性能 微观结构 温度-强度损伤模型
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混杂纤维水泥基复合材料弯曲性能试验研究
9
作者 张雷 姜超 +5 位作者 朱学军 谢群 刘文胜 赵振振 郑元武 李阳 《材料导报》 北大核心 2025年第14期70-77,共8页
采用聚乙烯(PE)纤维和钢纤维混杂的方式制备了一种水泥基复合材料(Hybrid fiber reinforced cementitious composite, HFRCC)。在保持PEW纤维体积掺量为1%不变的情况下,通过试验研究了不同钢纤维尺寸和掺量下该材料的弯曲性能。研究表明... 采用聚乙烯(PE)纤维和钢纤维混杂的方式制备了一种水泥基复合材料(Hybrid fiber reinforced cementitious composite, HFRCC)。在保持PEW纤维体积掺量为1%不变的情况下,通过试验研究了不同钢纤维尺寸和掺量下该材料的弯曲性能。研究表明:钢纤维的掺入会导致试件破坏形式由多裂缝开裂转变为主裂缝破坏,且掺量越高主裂缝破坏越明显;混杂纤维提高了材料的开裂挠度、抗弯强度和韧性指数,但降低了开裂应力和峰值挠度;钢纤维掺量越高其抗弯强度越高,最高可达15.40 MPa,较单掺PE纤维提升26.5%;建立的非线性回归模型对抗弯强度的预测精度较高。 展开更多
关键词 水泥基复合材料 混杂纤维 弯曲性能 钢纤维 聚乙烯纤维
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混杂纤维高强高延性水泥基复合材料弯曲性能及预测模型
10
作者 万思宇 苏三庆 +1 位作者 曹振 王照耀 《材料导报》 北大核心 2025年第23期66-75,共10页
高强高延性水泥基复合材料(HS-ECC)在土木工程领域具有广阔的应用前景,深入了解其弯曲性能是实现工程应用的前提。目前对聚乙烯纤维(PEF)与钢纤维(SF)混杂增强机理的研究相对较少,且缺乏有效的弯曲性能预测模型。鉴于此,本工作采用坍落... 高强高延性水泥基复合材料(HS-ECC)在土木工程领域具有广阔的应用前景,深入了解其弯曲性能是实现工程应用的前提。目前对聚乙烯纤维(PEF)与钢纤维(SF)混杂增强机理的研究相对较少,且缺乏有效的弯曲性能预测模型。鉴于此,本工作采用坍落度试验、抗压试验及四点弯曲试验,研究PEF-SF混杂纤维掺量及混杂比例对HS-ECC工作性能、抗压强度及弯曲性能的影响,并建立弯曲性能预测模型。研究结果表明,PEF与SF均会降低工作性能,且PEF的负面影响更为显著。SF对抗压强度和抗弯强度的增强作用更为突出,但增强效率随纤维掺量增加而下降。PEF与SF对峰值挠度均有一定提升作用,提高PEF掺量有利于增强变形能力,而SF掺量过高则会削弱挠曲硬化特征,影响弯曲性能。综合考虑强度、变形能力及成本,建议SF掺量不超过0.6%。基于细观分析,提出了HS-ECC单轴受拉/压本构模型,并建立了弯曲性能预测模型,该模型能较好地预测PEF-SF混杂HS-ECC的弯曲性能,为HS-ECC在实际工程中的应用提供了一定理论支持。 展开更多
关键词 高强高延性水泥基复合材料 混杂纤维 弯曲性能 本构模型 预测模型
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玻璃纤维与钢纤维混掺对海水珊瑚砂工程水泥基复合材料动态劈裂抗拉性能的影响
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作者 秦玉琳 穆朝民 +2 位作者 张晓宇 钟美婷 章雨 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第10期3547-3561,共15页
在岛礁工程建设中使用海水珊瑚砂制备工程水泥基复合材料具有控制工程成本与缩短工程工期的优势。为研究玻璃纤维(GF)和钢纤维(SF)体积掺量对海水珊瑚砂工程水泥基复合材料(SCECC)动态劈裂抗拉性能的影响,对使用不同体积分数GF替代SF的S... 在岛礁工程建设中使用海水珊瑚砂制备工程水泥基复合材料具有控制工程成本与缩短工程工期的优势。为研究玻璃纤维(GF)和钢纤维(SF)体积掺量对海水珊瑚砂工程水泥基复合材料(SCECC)动态劈裂抗拉性能的影响,对使用不同体积分数GF替代SF的SCECC进行动、静态劈裂抗拉性能测试,探讨了GF和SF体积比、应力率对SCECC能量耗散特性、动态强度增长因子(DIF)、动态劈裂抗拉强度和拉伸应变场的影响。结果表明,SF与GF的掺入使SCECC的静态劈裂抗拉强度随GF体积分数增加而降低,GF为体积分数为0%、SF体积分数为1.500%时,静态劈裂抗拉强度提升了33.56%。当GF与SF体积比为1∶3、应力率为377.08 GPa/s时,动态劈裂抗拉强度达到最大值22.33 MPa。随着应力率的增加,SCECC的DIF对应力率的敏感性增强,最大DIF达2.58;在应力率等级Ⅳ(371.29~381.46 GPa/s)下,SCECC吸能系数最大提升了34.54%。SF与GF混杂掺入改善了断裂模式,使裂纹从单裂纹向多裂纹转变。数字图像相关技术分析表明,掺入SF与GF可缓解应变集中,从而增强SCECC的抗破坏能力。 展开更多
关键词 海水珊瑚砂工程水泥基复合材料 玻璃纤维 钢纤维 动态劈裂抗拉强度 能量耗散 应变率效应
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单向玻璃纤维增强热塑性树脂基复合材料成型极限试验研究
12
作者 亓昌 武鹏程 +1 位作者 盈亮 杨姝 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第3期46-53,共8页
本研究探讨了单向玻璃纤维增强热塑性树脂基复合材料的成型极限,旨在为玻璃纤维增强树脂基复合材料层板的工艺设计和失效行为预测提供参考。首先,采用连续玻璃纤维增强聚酰胺6单向带,按照[0/90]4的铺层方式,通过热模压制备厚度为1.80 mm... 本研究探讨了单向玻璃纤维增强热塑性树脂基复合材料的成型极限,旨在为玻璃纤维增强树脂基复合材料层板的工艺设计和失效行为预测提供参考。首先,采用连续玻璃纤维增强聚酰胺6单向带,按照[0/90]4的铺层方式,通过热模压制备厚度为1.80 mm的GFRP层板;其次,基于Nakajima成型极限试验,对比了钟形试样与改型缺口试样的失效形式;最后,确定了适用于GFRP层板成型极限研究的试样,并通过构建成型极限曲线表征了其成型性能。试验结果表明:随着试样宽度的增加,受力状态和变形模式由单轴拉伸向双轴拉伸转变;试样表现出三种典型的失效模式,包括纤维拉伸断裂、纤维拔出断裂以及弯曲剪切耦合断裂;试样呈现脆性断裂特征,且在断裂前未出现颈缩现象,需通过散点分布构建成型极限曲线;与传统钟形试样相比,缺口试样更适用于纤维增强复合材料的成型极限试验研究。 展开更多
关键词 单向玻璃纤维增强热塑性树脂基复合材料 Nakajima试验 成型极限曲线 试样改型 失效模式
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纤维增强树脂基复合材料结构极限强度预测方法
13
作者 程显贺 程宏川 +3 位作者 邹志伟 刘佳鑫 李玉龙 林再文 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第6期34-40,共7页
为了加快项目研制初期复合材料结构设计方案论证的进度,开发了一种便捷且实用的结构极限强度预测方法。首先,基于经典层合板理论给出层合板等效模量的解析表达式。其次,依据层合板逐层破坏及刚度退化的假定,采用数值算法预测了层合板的... 为了加快项目研制初期复合材料结构设计方案论证的进度,开发了一种便捷且实用的结构极限强度预测方法。首先,基于经典层合板理论给出层合板等效模量的解析表达式。其次,依据层合板逐层破坏及刚度退化的假定,采用数值算法预测了层合板的首层破坏强度与极限强度。然后,对比了典型铺层的层合板力学参数,结果表明等效弹性模量与极限拉伸强度的预测值与测试值完全吻合,仅极限压缩强度的预测值比测试值低10%。最后,以层合板的等效力学性能预测值作为基础参数,采用传统结构有限元方法预测典型端框法兰结构的极限强度,通过与试验件测试比较发现,预测破坏形式与试验破坏形式均为压缩破坏,且预测极限载荷比试验破坏载荷低15%。该方法计算速度快,计算精度满足设计初期结构方案论证需求。 展开更多
关键词 纤维增强树脂基复合材料 层合板 等效模量 等效强度 极限强度 最大应力准则
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碳纤维增强树脂基复合材料超快激光加工研究进展
14
作者 陶龙辉 王勇 +4 位作者 冯杰才 徐瑞 彭效海 卢正欣 唐敏 《热加工工艺》 北大核心 2025年第14期89-111,123,共24页
碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)具有高强度、低密度和耐腐蚀等优异性能,被广泛应用于航空航天、医疗和能源等领域。然而,由于CFRP各向异性和结构的不均匀性,高压水射流、机械加工等传统加工方法存在加工效率低,且容易出现纤维拉出、基... 碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)具有高强度、低密度和耐腐蚀等优异性能,被广泛应用于航空航天、医疗和能源等领域。然而,由于CFRP各向异性和结构的不均匀性,高压水射流、机械加工等传统加工方法存在加工效率低,且容易出现纤维拉出、基质开裂、分层和膨胀等问题。近年来,超快激光因具有极短的脉冲宽度和极高的脉冲能量等特点,有望成为CFRP新型高效高质加工方法。因此,总结了超快激光与CFRP相互作用时的能量吸收、能量传递和材料去除的研究现状,分析了CFRP超快激光加工研究进展,梳理了现有的CFRP超快激光加工质量控制方法,以及人工智能辅助CFRP超快激光加工研究进展。最后,总结了CFRP超快激光加工的目前仍面临的挑战及其应对策略。 展开更多
关键词 碳纤维增强树脂基复合材料 超快激光加工 能量吸收 能量传递
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掺废弃陶瓷纤维增强水泥基复合材料抗冻性能 被引量：2
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作者 吴立朋 宋建新 +1 位作者 冯宇 通星晨 《铁道建筑》 北大核心 2024年第2期124-128,共5页
采用陶瓷粉替代一部分水泥,陶瓷砂替代普通河砂,在水泥基材料中掺入不同体积掺量的聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol,PVA)纤维,制成掺入PVA纤维和陶瓷粉的水泥基复合材料砂浆试件。通过冻融循环试验分析质量损失率、相对动弹性模量的变化,并... 采用陶瓷粉替代一部分水泥,陶瓷砂替代普通河砂,在水泥基材料中掺入不同体积掺量的聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol,PVA)纤维,制成掺入PVA纤维和陶瓷粉的水泥基复合材料砂浆试件。通过冻融循环试验分析质量损失率、相对动弹性模量的变化,并通过电化学阻抗测试和扫描电子显微镜观察研究砂浆试件的冻融损伤规律。结果表明:陶瓷粉中SiO_(2)和Al_(2)O_(3)含量远大于水泥中相应含量,且粒径小于20μm的颗粒占82.3%,火山灰效应和微集料效应可改善试件的密实度,提升复合材料的抗冻性能;PVA纤维掺量为2.2%,陶瓷粉掺量为30%,冻融循环100次时砂浆试件质量损失率最小,相对动弹性模量最大,连续导电路径电阻最大,冻融损伤程度最小;纤维和基体的接触面是该复合材料抗冻薄弱部位。 展开更多
关键词 工程材料 冻融损伤 试验研究 纤维增强水泥基材料 废弃陶瓷 耐久性
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碳纤维增强复合材料阻尼性能的研究进展
16
作者 孙国栋 吕龙飞 +5 位作者 解静 贾研 康凯 郑斌 尹昭怡 田清来 《材料导报》 北大核心 2025年第6期256-266,共11页
针对工程应用中不可避免的振动、冲击和噪声等引起的零件失效、精度下降和结构损伤等一系列负面影响,材料阻尼性能的研究和预测显得尤为重要。碳纤维增强复合材料作为结构材料,其阻尼性能受到国内外专家学者的广泛关注。本文阐述了碳纤... 针对工程应用中不可避免的振动、冲击和噪声等引起的零件失效、精度下降和结构损伤等一系列负面影响,材料阻尼性能的研究和预测显得尤为重要。碳纤维增强复合材料作为结构材料,其阻尼性能受到国内外专家学者的广泛关注。本文阐述了碳纤维增强复合材料的阻尼来源和预测阻尼性能的主要方法,以树脂基、陶瓷基、碳质基、金属基和夹层材料为例,介绍了国内外专家学者在基体改性、夹层材料和损伤破坏对碳纤维增强复合材料阻尼性能的影响方面的主要研究成果,并对碳纤维增强复合材料阻尼性能的研究进行了总结。 展开更多
关键词 碳纤维增强复合材料 阻尼性能 基体改性 夹层材料 损伤破坏
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不同交叠路径3D打印钢纤维增强水泥基材料的抗压性能
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作者 廖维张 黄嘉俊 +1 位作者 阚效禹 袁婉莹 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第5期110-117,共8页
3D打印混凝土具有灵活、低碳、快速、无模板施工的优势,但界面黏结问题可能导致打印层结合不紧密,影响强度。交叠打印路径可减少该缺陷并增强层间黏结,提高抗压强度。对于钢纤维增强水泥基材料,钢纤维的分布方向易受打印路径的影响,交... 3D打印混凝土具有灵活、低碳、快速、无模板施工的优势,但界面黏结问题可能导致打印层结合不紧密,影响强度。交叠打印路径可减少该缺陷并增强层间黏结,提高抗压强度。对于钢纤维增强水泥基材料,钢纤维的分布方向易受打印路径的影响,交叠路径下的3D打印钢纤维增强水泥基材料的抗压强度研究尚不充分。采用平行路径和螺旋交叠路径两种3D打印方式,通过改变荷载与路径方向的夹角和螺旋交叠角制作钢纤维增强水泥基立方体试块,探究上述参数对其抗压强度的影响规律。结果表明:在X-Y平面内,平行路径抗压强度随荷载方向与路径方向夹角的变化先增后降,但均小于现浇试件;在X-Y平面内,当纤维的分布方向与加载方向平行时,抗压强度最大(X方向),当纤维的分布方向与加载方向垂直时,抗压强度最小(Y方向);30°、90°螺旋交叠路径在X、Y、Z方向的抗压强度明显高于平行路径;相比平行打印,螺旋交叠结构减小了力学各向异性;螺旋交叠的打印方式可作为提升构件抗压强度的有效措施。 展开更多
关键词 3D打印 钢纤维增强水泥基材料 抗压强度 路径方向 螺旋交叠结构
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钢-PVA混杂纤维增强水泥基复合材料永久模板叠合RC单向板短期刚度计算方法 被引量：3
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作者 王照耀 梁兴文 +2 位作者 翟天文 王莹 吴奎 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期122-130,共9页
钢-PVA混杂纤维增强水泥基复合材料(HFRCC)具有良好的受拉韧性和耐久性能,是永久模板的理想材料。首先探究了PVA纤维掺量对HFRCC工作性能和抗折强度的影响,随着PVA纤维掺量增加,HFRCC的工作性能显著减弱,抗折强度先增大再减小,最终选用... 钢-PVA混杂纤维增强水泥基复合材料(HFRCC)具有良好的受拉韧性和耐久性能,是永久模板的理想材料。首先探究了PVA纤维掺量对HFRCC工作性能和抗折强度的影响,随着PVA纤维掺量增加,HFRCC的工作性能显著减弱,抗折强度先增大再减小,最终选用含有1.5%钢纤维和0.25%PVA纤维的HFRCC来制作永久模板。随后对六个HFRCC永久模板叠合RC单向板和一个RC单向板进行了四点受弯试验,探究了HFRCC-RC界面处理方式和配筋率对叠合板受弯性能的影响。试验结果表明:抹平、等距凹槽和钢钉拉毛三种界面处理方式对叠合板受弯性能的影响可以忽略;HFRCC模板能够有效限制裂缝发展,减小裂缝宽度和间距,叠合板的开裂弯矩相比于普通混凝土板提高了20.1%~31.7%。分别采用刚度解析法和有效惯性矩法建立了HFRCC-RC叠合板短期刚度计算方法,两种方法均有较高的计算精度且离散性较小。 展开更多
关键词 钢-PVA混杂纤维增强水泥基复合材料 永久模板 短期刚度 刚度解析法 有效惯性矩法
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聚丙烯纤维增强水泥基复合材料单轴拉伸损伤本构模型研究 被引量：1
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作者 贾毅 赵强 +3 位作者 韦朝宽 宋浩博 李唐伟 沈先桃 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2024年第11期4061-4071,共11页
聚丙烯纤维增强水泥基复合材料(PP-ECC)是具有良好性能且成本低、应用前景广的延性材料。本文通过单轴拉伸试验,讨论不同纤维掺量对PP-ECC受拉力学性能(初裂应力应变、峰值应力应变、应力-应变关系曲线和弹性模量)的影响。根据单轴拉伸... 聚丙烯纤维增强水泥基复合材料(PP-ECC)是具有良好性能且成本低、应用前景广的延性材料。本文通过单轴拉伸试验,讨论不同纤维掺量对PP-ECC受拉力学性能(初裂应力应变、峰值应力应变、应力-应变关系曲线和弹性模量)的影响。根据单轴拉伸的试验结果,参考现有的工程水泥基复合材料(ECC)损伤本构模型和损伤理论,定义损伤因子,构建PP-ECC抗拉特征的损伤本构模型,并对损伤因子拟合函数进行改进,损伤因子的拟合函数选用了一元六次函数,利用Origin和Matlab程序辅助计算和识别损伤因子函数中的相关参数。经过优化的本构模型与试验结果的一致性更高,模型的精确度有了显著提升。 展开更多
关键词 工程水泥基复合材料 聚丙烯纤维 单轴拉伸 损伤因子 本构模型 应力-应变关系
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定向钢纤维增强水泥基复合材料准脆性断裂分析 被引量：5
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作者 慕儒 王晶晶 +2 位作者 卿龙邦 李杨 管俊峰 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期294-302,共9页
基于边界效应模型基本理论,建立了钢纤维长度与特征裂缝长度之间的关系,计算了定向钢纤维增强水泥基复合材料(ASFRC)的等效断裂韧度和拉伸强度,进而得到了ASFRC材料的断裂破坏曲线.结果表明,当离散系数分别取0.4~0.7和0.2~0.4时,可得到... 基于边界效应模型基本理论,建立了钢纤维长度与特征裂缝长度之间的关系,计算了定向钢纤维增强水泥基复合材料(ASFRC)的等效断裂韧度和拉伸强度,进而得到了ASFRC材料的断裂破坏曲线.结果表明,当离散系数分别取0.4~0.7和0.2~0.4时,可得到较为合理的等效断裂韧度和拉伸强度值.对比分析ASFRC和随机乱向钢纤维增强水泥基复合材料(SFRC)的断裂破坏曲线可以发现,满足线弹性断裂力学的最小试件尺寸随着离散系数的增大而增大;ASFRC和SFRC的拉伸强度和考虑初始裂缝影响的名义应力随着离散系数的增大而减小.此外,改进的简化解析公式不仅可确定材料的等效断裂韧度和拉伸强度,还可预测试件的破坏. 展开更多
关键词 定向钢纤维增强水泥基复合材料 边界效应模型 等效断裂韧度 拉伸强度 断裂破坏曲线
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