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高强钢绞线网增强工程水泥基复合材料抗弯加固损伤钢筋混凝土梁试验
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作者 李可 葛辉 +1 位作者 徐朝阳 朱俊涛 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第7期1388-1397,共10页
为进一步将高强钢绞线网增强工程水泥基复合材料推广应用于既有工程结构加固,本文进行了该复合材料加固损伤梁抗弯性能试验研究。考虑原梁损伤程度、高强钢绞线直径、高强钢绞线配筋率的影响,对1个对比梁和7个卸载加固损伤梁进行抗弯性... 为进一步将高强钢绞线网增强工程水泥基复合材料推广应用于既有工程结构加固,本文进行了该复合材料加固损伤梁抗弯性能试验研究。考虑原梁损伤程度、高强钢绞线直径、高强钢绞线配筋率的影响,对1个对比梁和7个卸载加固损伤梁进行抗弯性能试验。结果表明:采用该加固方法,可使加固层与原梁较好地协同工作,充分发挥高强钢绞线网增强工程水泥基复合材料的优越力学性能,从而可显著提升卸载加固损伤梁的承载力、刚度、延性、韧性以及抗裂性,明显减小裂缝宽度;相比于加固无损梁,随着损伤程度的增加,卸载加固损伤梁的受弯承载力、截面刚度、延性以及韧性均呈降低趋势,且加固层对混凝土裂缝的控制能力亦降低;适当增加纵向钢绞线配筋率,可提高加固损伤梁受弯承载力、截面刚度、延性、韧性及加固层对裂缝的约束能力;纵向钢绞线配筋率相近时,钢绞线直径越小,加固层的控裂能力越强,能更好地减小裂缝宽度。 展开更多
关键词 高强钢绞线网 工程水泥基复合材料 结构加固 四点弯曲加载试验 损伤程度影响 受弯性能 钢筋混凝土 试验研究
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不同孔径碳纤维三向织物复合材料增强混凝土轴压研究
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作者 孙婷婷 张洪华 +1 位作者 Muhammad Usman Ghani 李炜 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第3期87-95,共9页
选用三种规格的T300碳纤维制备三种不同孔径大小的三向织物(Triaxial Woven Fabric,TWF)树脂基复合材料对混凝土进行加固。使用3D-DIC技术获取三维位移场和应变场,直观反映试样表面织物的膨胀脱落和不同纱线应变扩展的演化过程。结果表... 选用三种规格的T300碳纤维制备三种不同孔径大小的三向织物(Triaxial Woven Fabric,TWF)树脂基复合材料对混凝土进行加固。使用3D-DIC技术获取三维位移场和应变场,直观反映试样表面织物的膨胀脱落和不同纱线应变扩展的演化过程。结果表明:碳纤维三向织物复合材料在压缩时,三向织物的孔径越小,约束效果越显著。与未约束的混凝土相比,TWF-24K的峰值载荷提高了38.7%,TWF-12K提高了41.2%,TWF-6K提高了49.9%。在孔隙率一定时,小孔径TWF更大程度地提升了混凝土的抗压强度和延性;TWF-6K试样的应变-时间曲线变化趋势更加一致,试样内部的应力分布更均匀。结合3D-DIC技术获取从加载到破坏整个时间序列的位移场和应变场演化规律,结果表明相比于TWF-12K和TWF-24K,TWF-6K经纬纱均提供了约束作用,均匀分担轴向压缩力和径向拉伸力,具有最好的约束效果。 展开更多
关键词 纤维三向织物 混凝土加固 3D-DIC 位移场 三维应变场 复合材料
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纤维复合材料加固初应力下的钢筋混凝土拱分析 被引量:2
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作者 任伟 盖轶婷 张岗 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期232-238,共7页
基于3个钢筋混凝土拱式结构的粘贴纤维复合材料(FRP)加固试验,将混凝土塑性损伤模型、粘结行为、植入技术和模型变更等技术引入到非线性数值分析中,实现了混凝土损伤、FRP-混凝土界面粘贴滑移以及初始荷载等多个关键力学特性的模拟.通... 基于3个钢筋混凝土拱式结构的粘贴纤维复合材料(FRP)加固试验,将混凝土塑性损伤模型、粘结行为、植入技术和模型变更等技术引入到非线性数值分析中,实现了混凝土损伤、FRP-混凝土界面粘贴滑移以及初始荷载等多个关键力学特性的模拟.通过加固试验及数值模拟成果的对比得出,采用截面加固方式的极限承载提高了14.47%,采用体系加固方式其极限承载提高了27.60%,即对于超静定结构,应从体系加固角度着手;开裂荷载的分析误差在7.79%以内,极限荷载的分析误差相对较小,最大仅为4.88%.结果表明,本文数值分析方法可行,能够为今后FRP加固混凝土拱式结构的研究提供依据. 展开更多
关键词 钢筋混凝土 纤维复合材料 粘结行为 混凝土塑性损伤 初应力
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基于柔度法纤维梁柱单元的钢筋混凝土柱地震损伤分析
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作者 高营 郑亮 王万月 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第2期721-728,共8页
为高效准确地模拟钢筋混凝土柱的地震损伤过程,将混凝土和钢筋单轴损伤本构模型与基于柔度法的纤维梁柱单元模型相结合,建立钢筋混凝土构件地震损伤分析方法。对钢筋混凝土柱的拟静力试验进行模拟分析,发现模拟模型可以较好地模拟构件... 为高效准确地模拟钢筋混凝土柱的地震损伤过程,将混凝土和钢筋单轴损伤本构模型与基于柔度法的纤维梁柱单元模型相结合,建立钢筋混凝土构件地震损伤分析方法。对钢筋混凝土柱的拟静力试验进行模拟分析,发现模拟模型可以较好地模拟构件的刚度和承载力退化过程。对钢筋混凝土柱的双向加载振动台试验进行模拟分析,结果表明模拟模型可以较好地模拟构件的非线性动力行为和损伤分布情况。此外,所建立模型可以有效模拟构件的地震损伤演化过程,描述构件的薄弱部位,且具有较高计算效率和求解精度,可用于地震作用下建筑和桥梁结构倒塌过程分析。 展开更多
关键词 钢筋混凝土 纤维梁柱单元 损伤本构模型 损伤分析 地震作用
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不同成膜剂组分涂层改性对玄武岩纤维复合材料的耐湿热性能影响研究 被引量:1
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作者 刘贺晨 吴鹏 +3 位作者 刘云鹏 薛伟 龚运 林浩凡 《绝缘材料》 北大核心 2025年第8期119-129,共11页
玄武岩纤维具有良好的绝缘性能、力学性能以及高温、化学环境下的性能稳定性,由其制成的玄武岩纤维复合材料芯棒(BFRP)在电工绝缘装备领域逐步得到了推广和应用。然而,湿热环境仍是威胁BFRP芯棒使用可靠性的关键因素。本文分别以有机硅... 玄武岩纤维具有良好的绝缘性能、力学性能以及高温、化学环境下的性能稳定性,由其制成的玄武岩纤维复合材料芯棒(BFRP)在电工绝缘装备领域逐步得到了推广和应用。然而,湿热环境仍是威胁BFRP芯棒使用可靠性的关键因素。本文分别以有机硅改性环氧树脂乳液(SER)和氢化双酚A环氧树脂乳液(HBPA)为主要原料制备两种浸润剂,利用浸润剂改性玄武岩纤维并制备两种复合材料,最后通过湿热老化试验和分子动力学模拟分析两种玄武岩纤维复合材料的耐湿热老化机理。结果表明:BFRP-SER拥有良好的耐湿热老化性能,其弯曲强度和电气强度较老化前下降幅度最小,分别下降30.1%和35.2%;泄漏电流和介质损耗因数较老化前上升幅度最小,分别提升了31.3%和141.0%。SER浸润剂涂层与纤维层和树脂层有较好的结合效果,且具有较高的耐水解性,这使BFRP-SER能够在湿热环境下较长时间内保持各项性能稳定。 展开更多
关键词 玄武岩纤维 涂层改性 耐湿热 复合材料 分子动力学
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植物纤维增强PHBV和PBAT可降解复合材料研究进展 被引量:3
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作者 魏风军 杨雪 《包装工程》 北大核心 2025年第1期28-39,共12页
目的植物纤维在增强可降解复合材料中的应用日益广泛,探讨植物纤维作为增强材料,在提升聚3-羟基丁酸-3-羟基戊酸共聚酯(PHBV)和聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)2种可降解复合材料综合性能中的优势与潜力。方法综述不同种类植物纤维增... 目的植物纤维在增强可降解复合材料中的应用日益广泛,探讨植物纤维作为增强材料,在提升聚3-羟基丁酸-3-羟基戊酸共聚酯(PHBV)和聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)2种可降解复合材料综合性能中的优势与潜力。方法综述不同种类植物纤维增强PHBV和PBAT可降解高分子材料的研究进展,对各种复合材料的综合性能进行分析比较,并对其应用性能和前景进行总结与展望。结果植物纤维作为增强材料在PHBV和PBAT可降解高分子材料中的应用具有显著的优势和潜力,通过合理的纤维选择和表面改性技术,可制备出综合性能优异的可降解复合材料,满足不同应用领域的需求。结论未来,植物纤维增强PHBV和PBAT可降解复合材料的研究应针对抗菌抗氧化、水气阻隔、阻燃抑燃等领域展开系列研究,制备集高强度、耐水性和功能性于一体的可降解复合材料,以推动植物纤维增强可降解复合材料在更多领域的广泛应用。 展开更多
关键词 植物纤维 增强改性 可降解材料 复合材料 力学性能
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木质纤维素调控液态金属构建多功能复合材料的研究进展
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作者 李子江 张洁 +6 位作者 李威 徐婷 龙飞鸿 王滢 王朝辉 郭风军 司传领 《中国造纸》 北大核心 2025年第6期11-22,共12页
木质纤维素调控液态金属作为新兴的功能材料,在各种应用中显示出巨大的潜力。木质纤维素中丰富的羟基、羧基等极性基团与液态金属表面形成强化学键,可显著提升界面润湿性和黏附性,同时优化微观结构定向调控能力,为柔性传感、光热转换等... 木质纤维素调控液态金属作为新兴的功能材料,在各种应用中显示出巨大的潜力。木质纤维素中丰富的羟基、羧基等极性基团与液态金属表面形成强化学键,可显著提升界面润湿性和黏附性,同时优化微观结构定向调控能力,为柔性传感、光热转换等功能化应用领域提供创新解决方案。本文系统综述了木质纤维素调控液态金属制备功能材料的最新研究进展,重点分析了液态金属的结构特点,纤维素、木质素等不同木质纤维素组分调控液态金属的功能化策略;探讨了复合材料在柔性电子领域作为柔性传感基底的潜力,及其通过光热响应特性实现能量转换在太阳能界面蒸发等领域的应用,并对未来发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 木质纤维 液态金属 复合材料 储能 光热材料
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基于有限元模拟的纤维流铺层对黄麻/聚丙烯复合材料力学性能的影响
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作者 王庆涛 马云龙 +4 位作者 王建刚 王春红 钱晓明 邓辉 王立晶 《工程塑料应用》 北大核心 2025年第10期124-132,共9页
为提升黄麻/聚丙烯(PP)非织造复合材料的力学性能,设计了一种新型连续纤维流铺排成型系统,将该系统制备的黄麻纤维增强铺层网作为非织造复合材料的加强层,叠放于黄麻/PP非织造纤维网的上、中、下层,经热压后制成纤维流铺层加强黄麻/PP... 为提升黄麻/聚丙烯(PP)非织造复合材料的力学性能,设计了一种新型连续纤维流铺排成型系统,将该系统制备的黄麻纤维增强铺层网作为非织造复合材料的加强层,叠放于黄麻/PP非织造纤维网的上、中、下层,经热压后制成纤维流铺层加强黄麻/PP非织造复合材料。结合力学性能测试及有限元模拟分析,分析纤维流铺层加强方式以及不同铺层位置对复合材料力学性能的影响并解析其损伤机理,并探讨有限元模拟软件对复合材料力学性能模拟结果的准确性。结果表明,加强层铺放在复合材料上层时,复合材料的弯曲性能和拉伸性能最好。当加强层在上、中、下层时,复合材料的弯曲强度较无加强层分别提高了110.30%,39.44%,76.97%;其拉伸强度较无加强层分别提高了39.33%,12.55%,39.33%。利用有限元分析软件建立模型进行模拟分析,结果表明,当加强层在复合材料的上、中、下层时,模拟数据与实际测试数据的相对误差分别为11.73%,-11.37%,4.37%,与实验数据基本相吻合。最后结合应力云图对不同加强层位置的复合材料损伤机理进行了分析。纤维流铺层方式显著提升了复合材料的弯曲性能,为天然纤维增强树脂基非织造复合材料提供了一种新的铺层加强方式。 展开更多
关键词 纤维流铺层 黄麻纤维 非织造复合材料 力学性能 有限元模拟 损伤机理
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激光去除碳纤维复合材料表面树脂工艺试验及胶接性能研究
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作者 王伟 王蔚 +4 位作者 姚天昊 纪冬 田硕 刘伟军 卞宏友 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第6期172-184,共13页
在航空航天复合材料使用过程中,不可避免地要与金属材料进行连接,因此保障接头的强度尤为重要。采用脉冲光纤激光器对碳纤维复合材料(CFRP)表面的树脂进行激光去除,研究了激光能量密度和激光行进速度对去除后试样的微观形貌及元素含量... 在航空航天复合材料使用过程中,不可避免地要与金属材料进行连接,因此保障接头的强度尤为重要。采用脉冲光纤激光器对碳纤维复合材料(CFRP)表面的树脂进行激光去除,研究了激光能量密度和激光行进速度对去除后试样的微观形貌及元素含量的影响规律。选用不同参数组合进行清洗试验,分析清洗后表面接触角和自由能的变化规律。然后进行胶接实验,并在胶接后对胶接件进行拉伸测试和疲劳测试,分析断面形貌来验证激光去除树脂对胶接性能的影响。研究结果表明,树脂的去除量随着激光能量密度的增加或行进速度的减小而逐渐变多;在试验中,当激光能量密度为6.37 J/cm^(2)、激光行进速度为4 mm/s时,基体表面的接触角最小,表面自由能最高,拉伸强度是未清洗表面的两倍以上,并且具有良好的疲劳特性。通过工艺参数的合理选择可以有效去除CFRP表面树脂,并获得较好的表面形貌,同时也能保证碳纤维没有损伤,提升其胶接后的力学性能。最后,通过分析确定了表面树脂去除机制为烧蚀气化和振动效应。 展开更多
关键词 激光去除 纤维复合材料 微观形貌 机械性能 树脂
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芳纶纤维对铝基复合材料制动盘配套闸片摩擦磨损性能的影响
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作者 冀运东 张鹏伟 +2 位作者 崔唐茵 曹东风 黄端平 《材料导报》 北大核心 2025年第21期166-172,共7页
采用铝基金属复合材料(AMMC)制动盘可减轻地铁车辆自重,但AMMC耐热性较差,适用于传统铸铁制动盘的制动闸片无法直接应用于AMMC盘上,因此需开发一种与AMMC相匹配的闸片。芳纶纤维具有耐热性、耐磨性较好等优点,将其加入闸片中可能使AMMC... 采用铝基金属复合材料(AMMC)制动盘可减轻地铁车辆自重,但AMMC耐热性较差,适用于传统铸铁制动盘的制动闸片无法直接应用于AMMC盘上,因此需开发一种与AMMC相匹配的闸片。芳纶纤维具有耐热性、耐磨性较好等优点,将其加入闸片中可能使AMMC盘高温时摩擦性能有所改善。本工作设计、制备了一种与AMMC制动盘相匹配的树脂基闸片材料,并研究了压力、速度、温度对不同芳纶含量闸片制动AMMC盘摩擦磨损性能的影响。结果表明,芳纶纤维有助于摩擦层的形成,提高了摩擦层的强度,加入芳纶纤维后摩擦界面接触形式由点接触转变成面接触,降低了闸片摩擦系数对压力变化的敏感性和闸片表面最高温度,抑制了AMMC盘材料的转移,保护了闸片和制动盘表面的完整性。 展开更多
关键词 芳纶纤维 铝基复合材料制动盘 闸片 摩擦磨损
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碳纤维增强型复合材料分层缺陷的中频涡流C扫描成像检测
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作者 王楠 何存富 +2 位作者 刘秀成 梁雪斌 李鹏 《北京工业大学学报》 北大核心 2025年第8期897-907,共11页
碳纤维增强型复合材料(carbon fiber reinforced polymer, CFRP)在制备和服役过程中容易诱发多种损伤,其中分层缺陷对材料的潜在破坏性最大。针对CFRP中分层缺陷的检测问题,采用涡流C扫描检测技术对碳纤维复合材料板内分层缺陷进行可视... 碳纤维增强型复合材料(carbon fiber reinforced polymer, CFRP)在制备和服役过程中容易诱发多种损伤,其中分层缺陷对材料的潜在破坏性最大。针对CFRP中分层缺陷的检测问题,采用涡流C扫描检测技术对碳纤维复合材料板内分层缺陷进行可视化成像。基于成像结果,建立数学统计模型对缺陷面积进行重构,通过分析不同阈值对重构效果的影响以实现涡流对分层缺陷面积检测精度的量化评估。在此基础上,研究缺陷埋深与不同方向涡流特征曲线的变化规律,揭示涡流对板内分层缺陷深度的检测能力。试验结果表明,建立的中频(小于1 MHz)涡流C扫描成像系统可以实现CFRP板内最小直径5 mm、埋深0.5 mm分层缺陷的三维成像与定量评估。研究工作为碳纤维复合材料板内分层缺陷的无损检测与评估提供了一种可行思路。 展开更多
关键词 纤维增强型复合材料 分层缺陷 涡流 C扫描成像 缺陷面积 深度
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金属与碳纤维增强热塑性复合材料连接研究进展
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作者 檀财旺 刘浩然 +3 位作者 苏健晖 张雪妍 陈波 宋晓国 《航空制造技术》 北大核心 2025年第16期86-104,共19页
碳纤维增强热塑性树脂基复合材料(Carbon fiber-reinforced thermoplastic composites,CFRTP)作为新一代轻量化结构材料,凭借其优异的比强度、比模量及抗疲劳特性,已成为航空航天领域替代传统金属构件的战略材料。通过实现CFRTP与航空... 碳纤维增强热塑性树脂基复合材料(Carbon fiber-reinforced thermoplastic composites,CFRTP)作为新一代轻量化结构材料,凭借其优异的比强度、比模量及抗疲劳特性,已成为航空航天领域替代传统金属构件的战略材料。通过实现CFRTP与航空铝合金、钛合金等金属材料的可靠连接,可使结构件整体减重达30%~40%,同时兼具金属的高导热性和复合材料的耐腐蚀优势,这对提升飞行器推重比和燃油效率具有显著价值。由于异种材料之间理化性能差异较大,在生产过程中混合应用多种轻量化材料仍面临巨大挑战。本文总结了近年来金属与CFRTP连接技术的国内外研究成果,包括连接工艺、连接机制以及界面调控方法。首先介绍了金属/CFRTP主要连接工艺与研究进展,进一步概括了热连接界面改性的原理,并分别展开论述了金属与CFRTP界面机械嵌合调控与界面化学键合调控两种调控方法。最后,系统梳理并总结了当前金属与CFRTP连接研究进展与存在的关键问题,并对其未来的发展做出展望,为新一代航空航天装备的轻量化设计提供理论支撑和技术保障。 展开更多
关键词 轻量化 异种材料连接 纤维增强热塑性复合材料 热连接 界面调控
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考虑不确定因素的碳纤维复合材料车门内板区间可靠性优化
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作者 张东东 张乐迪 +2 位作者 刘正虎 赵礼辉 高大威 《机械设计》 北大核心 2025年第7期36-44,共9页
对于汽车轻量化结构设计,各种不确定因素对设计的可靠性产生重要影响。以碳纤维增强复合材料(CFRP)的车门内板作为研究对象,讨论了基于安全因子的确定性优化设计结果的波动性;引入可靠性的区间可能度(RPDI),用以描述不确定因素对车门性... 对于汽车轻量化结构设计,各种不确定因素对设计的可靠性产生重要影响。以碳纤维增强复合材料(CFRP)的车门内板作为研究对象,讨论了基于安全因子的确定性优化设计结果的波动性;引入可靠性的区间可能度(RPDI),用以描述不确定因素对车门性能的影响程度;采用区间数表征材料性能分散、单层CFRP板厚度公差和载荷波动等不确定性,以车门内板的质量最小作为优化目标、单层板厚度作为设计变量、静态工况下车门内板的变形响应及单层板最大失效因子作为约束条件,建立CRFP车门内板的区间可靠性优化模型;最后结合Kriging近似模型和嵌套遗传算法对区间优化模型进行求解,并将优化结果与确定性优化结果进行了比较。结果表明:构建的CRFP车门内板区间可靠性优化方法能够考虑CFRP铺层厚度公差、材料性能及载荷波动等不确定因素对优化设计的影响,保证设计结果可靠性的同时能够充分利用材料,实现轻量化设计。 展开更多
关键词 纤维增强复合材料 车门内板 区间可能度 可靠性优化 嵌套遗传算法
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界面黏结性能影响下FRP加固钢筋混凝土梁抗弯疲劳寿命的数值模拟
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作者 张智梅 严一铭 《河海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期94-100,共7页
基于混凝土和钢筋的疲劳本构模型及疲劳荷载下FRP-混凝土界面的黏结-滑移本构模型,采用ABAQUS构建了疲劳荷载下外贴FRP板加固钢筋混凝土梁的有限元模型,模拟分析了界面黏结性能影响下FRP加固钢筋混凝土梁抗弯疲劳寿命的特征,并提出了一... 基于混凝土和钢筋的疲劳本构模型及疲劳荷载下FRP-混凝土界面的黏结-滑移本构模型,采用ABAQUS构建了疲劳荷载下外贴FRP板加固钢筋混凝土梁的有限元模型,模拟分析了界面黏结性能影响下FRP加固钢筋混凝土梁抗弯疲劳寿命的特征,并提出了一种可以同时考虑钢筋应力幅和FRP轴向刚度影响的FRP加固钢筋混凝土梁抗弯疲劳寿命预测公式。结果表明:考虑界面黏结性能影响的有限元模型能更准确地模拟出FRP加固钢筋混凝土梁的疲劳破坏模式;减小应力幅和增大FRP轴向刚度均能在不同程度上提高FRP加固钢筋混凝土梁的抗弯疲劳寿命;预测公式计算结果与试验数据吻合较好,验证了公式的准确性,可为FRP加固钢筋混凝土梁工程应用提供一定的参考。 展开更多
关键词 钢筋混凝土 疲劳寿命 界面黏结-滑移 纤维增强复合材料 有限元分析
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增材制造连续纤维增强树脂基复合材料研究进展
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作者 刘小龙 王文宇 +2 位作者 赵阳 王晓明 牛宗伟 《中国表面工程》 北大核心 2025年第3期1-18,共18页
连续纤维增强树脂基复合材料是近年发展起来的一种新型高性能复合材料,采用增材制造技术制备复合材料具有制造过程灵活、成型效率高的优点,因此成为研究的热点。总结树脂基体材料和纤维材料的特点,重点论述连续纤维增强树脂基复合材料... 连续纤维增强树脂基复合材料是近年发展起来的一种新型高性能复合材料,采用增材制造技术制备复合材料具有制造过程灵活、成型效率高的优点,因此成为研究的热点。总结树脂基体材料和纤维材料的特点,重点论述连续纤维增强树脂基复合材料增材制造的挤出和浸渍工艺及其温度、打印速度、打印间距等工艺参数对材料的影响,综述连续纤维增强树脂基复合材料的纤维与基体之间、层与层之间断面微观组织结构和材料的拉伸强度与弯曲强度等力学性能。针对目前连续纤维增强树脂基复合材料的增材制造材料需求增加和性能缺陷等存在的问题做出总结并对发展方向提出建议,如提高复合材料的可回收性并进一步改善增材制造工艺过程等。通过对当前连续纤维增强树脂基复合材料的研究进展进行总结,全面了解该领域的研究现状,对未来的研究趋势及应用领域进行分析和展望。 展开更多
关键词 连续纤维 树脂材料 增材制造 复合材料 界面结合 力学性能
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CFRP加固钢筋混凝土框架抗震性能研究
16
作者 周洋 刘翔宇 张学坦 《地震工程与工程振动》 北大核心 2025年第4期180-190,共11页
为改善钢筋混凝土框架的抗震性能,采用碳纤维增强复合材料(carbon fiber-reinforced polymer,CFRP)加固钢筋混凝土框架柱,通过抗震拟静力对比试验,研究了碳纤维布加固对钢筋混凝土柱破坏模式、耗能滞回曲线、刚度和承载力退化规律以及... 为改善钢筋混凝土框架的抗震性能,采用碳纤维增强复合材料(carbon fiber-reinforced polymer,CFRP)加固钢筋混凝土框架柱,通过抗震拟静力对比试验,研究了碳纤维布加固对钢筋混凝土柱破坏模式、耗能滞回曲线、刚度和承载力退化规律以及延性等方面的影响。试验结果表明:CFRP加固模型的极限承载力、初始刚度和延性分别提高43.89%、39.27%、30.10%;基于数值模型参数化研究,定量揭示了碳纤维布加固对钢筋混凝土柱抗震提升的贡献,提出了碳纤维加固优化设计思路。该文研究表明,采用CFRP全包加固和条带加固钢筋混凝土框架模型,整体结构的极限承载力、延性和耗能能力均有不同程度的提高,使得柱端破坏减小,梁端破坏增大,整体破坏模式由柱铰破坏向梁铰破坏转变;同时,不同CFRP加固面积和CFRP之间的间距影响对混凝土结构的加固效果。基于该文成果,条带宽度与间距比值的建议值为1.00~1.25。 展开更多
关键词 纤维增强复合材料 钢筋混凝土 拟静力试验 有限元数值模拟 抗震性能
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钢渣-钢纤维水泥基复合材料的自感知性能
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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 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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机床用玄武岩-聚丙烯增强树脂混凝土复合材料的制备与性能研究
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作者 乔雪涛 张宇翔 +4 位作者 李慧 翟进 刘锋卓 王一鸣 李放 《机床与液压》 北大核心 2025年第3期235-242,共8页
为了优化玄武岩-聚丙烯树脂混凝土复合材料的组分配比,采用正交试验法制备新型高强度玄武岩-聚丙烯纤维树脂混凝土试件,分析不同因素对材料抗压性能和热态性能的影响。结果表明:影响玄武岩-聚丙烯纤维树脂混凝土复合材料抗压强度的因素... 为了优化玄武岩-聚丙烯树脂混凝土复合材料的组分配比,采用正交试验法制备新型高强度玄武岩-聚丙烯纤维树脂混凝土试件,分析不同因素对材料抗压性能和热态性能的影响。结果表明:影响玄武岩-聚丙烯纤维树脂混凝土复合材料抗压强度的因素由大到小依次为:树脂、纤维、骨料、填料质量分数。综合考虑玄武岩-聚丙烯纤维复合材料的抗压强度以及热膨胀系数等各因素,各因素最优配比为:树脂质量分数12%、纤维质量分数1.6%、骨料质量分数79%以及填料质量分数7.4%,该配比下试件的抗压强度均值可以达到121.33 MPa,热膨胀系数为11×10-6/℃,较添加混杂纤维前降低了8.3%,平均密度为2600 kg/m 3,平均吸水率为0.032%,平均弯曲强度为30.4 MPa。 展开更多
关键词 机床床身 混杂纤维 复合材料 正交试验 抗压强度 热膨胀系数
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不同温度下碳纤维复合材料-钢胶接界面黏结性能研究
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作者 刘伟 杨继 +2 位作者 袁春辉 夏旭 张锦光 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第3期39-45,70,共8页
本文针对RN136N/HN136N双组分胶黏剂研究了钢与碳纤维复合材料胶接连接在10~90℃下的力学特性,首先基于内聚力模型对界面力学行为进行了仿真分析,其次开展了不同温度下碳纤维复合材料-钢单搭接样件的拉伸剪切试验,研究了界面的破坏模式... 本文针对RN136N/HN136N双组分胶黏剂研究了钢与碳纤维复合材料胶接连接在10~90℃下的力学特性,首先基于内聚力模型对界面力学行为进行了仿真分析,其次开展了不同温度下碳纤维复合材料-钢单搭接样件的拉伸剪切试验,研究了界面的破坏模式和极限承载力等。结果表明:样件的破坏模式与温度具有较大的相关性。样件在30℃时的极限承载力最高,其极限承载力与界面黏结刚度随温度的升高呈现先增大后减小的变化趋势。仿真的极限承载力与试验结果较为吻合。研究还发现在低应力状态下,接头整体应力分布较为均匀,在较高的应力水平下,接头的中部会承受较大的拉伸应力,两侧会承受较大的剪切应力。 展开更多
关键词 纤维复合材料 胶接界面 内聚力单元 破坏模式 极限承载力
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棕榈纤维吸声复合材料的老化性能
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作者 张毅 沈殷 +1 位作者 高金霞 郁崇文 《纺织学报》 北大核心 2025年第6期127-134,共8页
为探讨棕榈吸声复合材料替代黄麻吸声内饰板的可行性,研究了棕榈纤维毡/陶粒/聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)吸声复合材料、黄麻纤维毡/PHBV吸声内饰板分别在自然光老化、湿热老化、紫外光照老化工艺下的拉伸强度、弯曲强度、... 为探讨棕榈吸声复合材料替代黄麻吸声内饰板的可行性,研究了棕榈纤维毡/陶粒/聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)吸声复合材料、黄麻纤维毡/PHBV吸声内饰板分别在自然光老化、湿热老化、紫外光照老化工艺下的拉伸强度、弯曲强度、无缺口冲击强度和吸声系数平均值,以及在自然光老化、湿热老化工艺下的抑菌率;分析了湿热老化下吸声复合材料的吸水率和厚度方向膨胀率;测试了紫外光照老化下2种纤维的木质素含量、表面和拉伸断面形貌、化学结构;运用剩余强度模型预测了自然光老化下的力学性能。结果表明:3种老化工艺下棕榈吸声复合材料完全可替代黄麻吸声内饰板,对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌均有一定的抑菌效果;湿热老化下复合材料的吸水率、厚度方向膨胀率随温度上升而增大,抑菌率快速下降;纤维木质素含量的减少是导致紫外光照老化下复合材料力学性能降低的重要原因;预测1095 d后吸声材料的拉伸强度为24.97 MPa,弯曲强度为44.23 MPa,1825 d后拉伸强度为22.51 MPa,弯曲强度为41.94 MPa。 展开更多
关键词 棕榈纤维 吸声系数 老化性能 湿热老化 汽车内饰材料 剩余强度模型 吸声复合材料
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