RIM-拉挤复合工艺

据《塑料世界》(美国)1989年6月刊报道,美国克利夫兰某大学研制成RIM(反应注射模塑)与拉挤相结合的玻璃钢成型RIM-拉挤复合工艺。该工艺的工艺路线是:由于树脂固化可控制,因此先RIM后拉挤;利用低粘度树脂通过特殊的、可调温的浸渍槽(位于RIM冲击混合头与拉挤模具之间)时浸渍纤维的效果极好(纤维完全被树脂浸渍、不致遭受拧旋损伤),而达到纤维含量高、拉挤率高、致密(无空隙)     

多因素复合作用FRP筋拉伸性能以及寿命预测分析

通过拉伸试验研究在多因素复合老化作用下纤维增强复合材料(FRP)的拉伸性能。试验参数主要包括温度、树脂基体、应力以及FRP纤维种类等。试验结果表明,温度越高FRP的抗拉强度降低越快;在同等条件下,应力可以加速FRP筋材抗拉性能的退化;环氧基体FRP筋材的力学性能优于乙烯基酯基体FRP筋材;CFRP筋各项力学性能优于BFRP筋;温度对FRP筋材的弹性模量影响较小;基于Arrhenius方程结合试验数据确定在此条件下的环境折减系数,进而对其进行寿命预测。     

结构工程用碳纤维复材筋力学性能影响因素试验研究

根据规范GB/T 26743—2011的规定,对不同直径的碳纤维复材筋(CFRP筋)进行了基本力学性能试验,主要测定碳纤维复材筋的抗拉强度、弹性模量和延伸率等力学性能指标。详细介绍了碳纤维复材筋的试验过程、试验方法以及破坏形态。通过对试验结果进行分析表明:碳纤维复材筋为分散式纤维断裂破坏,应力-应变曲线为直线;生产拉挤速率和纤维体积含量对力学性能的影响规律先上升后下降,存在较优范围;螺纹成型工艺压挤成型效果要好于缠绕工艺二次成型;环氧胶膜粘砂、环氧树脂粘砂、打磨处理对锚固效果的影响依次递减。     

拉挤工艺成型连续纤维增强热塑性FRP的性能研究

选择国产高性能热塑性工程树脂和高强芳纶纤维、碳纤维以及混杂纤维,采用连续在线熔融浸渍技术和连续拉挤成型工艺,确定出合理的工艺参数,调整最佳的树脂基体配方以及最佳的纤维与树脂配比,分别制备了热塑性树脂基CFRP、AFRP、HFRP片材试件,并对其进行相关力学性能、耐水性试验研究。通过扫描电镜对片材试件断口面进行了分析,得出热塑性复合片材达到现有加固材料指标,具有较好的耐水性,SEM照片表明树脂与纤维浸渍良好。     

碳纤维复材-钢复合板材单向拉伸力学性能试验研究

为研究纤维增强材料-钢复合板材的单向拉伸力学性能,对19组共57个碳纤维复材(CFRP)-钢复合板材试件进行单向受拉试验。试验考虑了碳纤维布层数、钢板厚度、碳纤维布布置形式及碳纤维布铺设角度的不同设置。试验结果表明:当碳纤维布平行于受拉方向布置时,纤维布层数、纤维布布置形式及钢板厚度的变化均不会影响试件的破坏过程及最终破坏形态,表现为钢板受拉屈服后CFRP层的受拉断裂破坏。随着碳纤维布铺设角度的增大,CFRP层与钢板的协同变形效应减弱,最终破坏形态变为CFRP层-钢板界面剥离破坏。最后,基于复合法则给出了FRP/钢复合板材宏观应力-应变关系理论模型。     

拉挤玻璃钢及成型工艺的市场开发前景

一、拉挤玻璃钢的成型工艺 拉挤成型工艺,就是将浸渍过树脂胶液的连续的玻璃纤维、玻璃纤维连续毡、玻纤或化纤表面毡等增强材料通过预成型装置进入模具,在模具中升温固化,在牵引力的作用下,连续拉出无限长的FRP型材。     

纤维增强模压成型人造大理石板研究

开发了一种纤维增强模压成型人造大理石板材,研究了纤维含量、填料含量、模压温度等因素对板材相关力学性能的影响。研究结果表明,纤维含量增加使板材抗冲击强度明显提高,增加填料量会降低板材的弯曲强度,而模压温度对板材的性能影响不大。与天然大理石及浇铸人造大理石板材相比,具有综合性能优越、适于工业化生产等特点。     

碳纤维复材布加固拉挤型玻璃纤维复材方管混凝土短柱试验研究

为研究碳纤维复材(CFRP)布加固对拉挤型玻璃纤维复材GFRP管混凝土短柱力学性能的影响,开展以CFRP布加固层数和混凝土强度等级为设计参数的试验,得到了试件的破坏模式、极限承载力、荷载-位移曲线以及荷载-应变曲线。通过对CFRP加固层数、混凝土强度等级对拉挤型GFRP管混凝土短柱的极限承载力、延性以及刚度影响的分析,结果表明:CFRP布加固后拉挤型GFRP管混凝土短柱的承载力明显提升,当CFRP加固层数为3时的试件极限承载力平均提升116.93%,试件破坏模式也随着CFRP布的加固层数由脆性破坏向塑性破坏转变,试件破坏现象随CFRP布加固层数的增加由侧壁开裂破坏逐渐转向端部破坏,延性得到了一定的提高。保持拉挤型GFRP管壁厚t为5 mm,当拉挤型GFRP管的高宽比H/B为2.25,且宽厚比B/t为20时,管内混凝土强度等级为C30的试件整体变形能力最好,其极限承载力明显高于混凝土强度等级为C20和C40的试件的极限承载力。     

废旧纤维制造装饰板材的研究

将聚酯纤维、聚丙烯纤维开松、梳棉、成网、针刺制毡，通过热压成型制备装饰板材。研究其成型工艺和聚丙烯纤维含量对材料的力学性能的影响，得出成型压力10MPa，成型温度200℃，成型时间4min，聚丙烯纤维含量为40％时，板材的综合力学性能最好，拉伸强度为41．4MPa，弯曲强度为59．2MPa。     

纤维树脂混凝土基本力学性能研究

为了研究带有纤维树脂混凝土的力学性能,开展了普通树脂混凝土、带有钢纤维和带有CFRP树脂混凝土的三点弯曲静载强度的对比试验。结果表明:带有钢纤维的树脂混凝土比普通树脂混凝土强度和韧性提高了26%,而带有CFRP树脂混凝土的静载弯拉强度比普通树脂混凝土强度提高大约3倍。     

Study on thermal effects on fatigue behavior of cracked steel plates strengthened by CFRP sheets

Carbon fiber reinforced polymer (CFRP) sheets have been used to strengthen steel structures to enhance fatigue life. However there is very limited information on the influence of temperatures on the fatigue strengthening efficiency. This paper describes an investigation on the behavior of cracked steel plates strengthened with CFRP at different temperatures. Firstly, through cylinder coupon tests, mechanical properties of the resin were found to vary at different temperatures, especially when the temperature exceeds the glass transition temperature T_g. Secondly, three cracked bare steel plates and five cracked steel plates strengthened with high modulus CFRP sheets were tested under fatigue loading at different temperatures. The results prove the effectiveness of CFRP strengthening technology to increase fatigue life when the temperature ranges from −40 °C up to 60 °C. It is concluded that the variation of temperature has an obvious influence on properties of the resin, leading to influence on fatigue life. Finally, the existing analytical method to predict fatigue lives of CFRP strengthened steel plates at ambient temperature was modified by considering the temperature effect. Experimental and theoretical results are compared and reasonable agreement is achieved. The influence of the number of CFRP layers and CFRP modulus is also found based on the proposed analytical method.     

碳纤维复合材料筋的研制与性能研究

综述了碳纤维复合材料筋在国内外土木工程中的应用现状,研究了树脂基碳纤维拉挤复合材料筋的结构及性能,表明由于碳纤维筋中碳纤维突出的单向力学性能和树脂基材优良的耐腐蚀性能,将成为土木工程领域的新材料。随着碳纤维树脂基复合材料向基础设施领域应用的进展和碳纤维拉挤复合材料筋材的国产化研制和生产,该材料将广泛应用于混凝土结构领域。     

CFRP与钢材的粘结性能试验研究

与传统的钢结构加固方法相比,粘贴CFRP加固钢结构具有明显的优势。CFRP与钢结构之间的粘结性能直接影响加固效果,但是目前国内对这方面的研究还很少。从众多的粘结材料中优选出适合于粘贴CFRP加固钢结构的粘结剂,设计相应的试件,对CFRP与钢材之间的粘结强度和粘结耐久性进行试验。试验结果表明:选用的3种粘结剂可以作为粘贴CFRP加固钢结构的粘结材料,性能满足设计要求。对粘贴碳纤维布加固钢板进行静力拉伸试验,测量碳纤维布的应变分布,得到碳纤维布与钢板之间的粘结应力分布和碳纤维布的有效粘结长度。并与理论公式的计算结果进行了对比,二者吻合较好。     

碳纤维布与钢板粘结复合材料徐变性能试验研究

通过碳纤维布（CFRP）与钢板复合材料的徐变试验,分析了CFRP材料徐变与时间的关系,研究了加荷幅值、CFRP截面面积、初始应变等因素对其徐变性能的影响,揭示了CFRP材料徐变机理;通过徐变前后复合材料试件基本力学性能试验,研究了CFRP徐变对复合材料力学性能的影响;定性分析了徐变对复合加固混凝土梁的影响。研究表明：CFRP与钢板复合材料在40%极限荷载持续作用下,CFRP材料徐变值为初始应变的10%左右,且前期发展较快,100 h发展至70%左右,后期变缓;试件中CFRP材料的徐变值随着加载幅值、初始应变的升高而有所增大,但CFRP宽度对其影响不大;CFRP徐变后复合材料试件的屈服荷载、极限荷载和弹性模量均下降,且呈现徐变值越大,下降幅度越大的变化趋势;CFRP材料的徐变会引起复合材料加固构件截面应力重分布,导致CFRP应力减小、加固效果减弱。     

CFRP加固含混合型边裂纹钢板的疲劳性能试验研究

为研究碳纤维增强复合材料(CFRP)对含初始边裂纹钢板疲劳性能的改善效果,使用MTS试验机对未加固及CFRP材料加固后的含边裂纹钢板进行疲劳试验,比较了裂纹形式、钢板初始损伤度、CFRP粘贴面以及CFRP材料种类(CFRP布与CFRP板)对钢板疲劳寿命的影响。共设计制作了3个未加固试件、3个CFRP布双面加固试件、3个CFRP布单面加固试件以及2个CFRP板双面加固试件。试验中利用改进的变角度加载装置,得到I型边裂纹试件与I/II混合型边裂纹试件,比较CFRP材料对含I型边裂纹及I/II混合型边裂纹试件疲劳寿命的改善效果。结果表明：双面粘贴CFRP材料能够极大提高含裂纹钢板的疲劳寿命,而单面粘贴CFRP的加固效果远不如双面粘贴的加固效果;CFRP布与CFRP板在相似补强率下对钢板疲劳寿命的改善效果相近;CFRP材料对含I型边裂纹钢板疲劳寿命的改善效果优于对含I/II混合型边裂纹钢板疲劳寿命的改善效果;双面粘贴CFRP布对钢板疲劳寿命的改善效果会随着初始损伤度的增大而增强。     

碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土梁抗弯性能研究

通过锈蚀混凝土梁采用碳纤维增强材料(简称CFRP)加固前后的抗弯承载力试验,分析了二次受力、锈蚀两因素对钢筋混凝土梁承载力、刚度等方面的影响。研究结果表明,CFRP加固锈蚀钢筋混凝土梁,其承载力、刚度都有不同程度的提高,二次受力引起的CFRP布滞后应变将影响其高强抗拉强度的发挥,锈蚀钢筋混凝土梁材料力学性能的改变降低了CFRP布加固梁的抗弯承载能力。基于锈蚀钢筋混凝土梁材料力学特性,建立了CFRP布加固锈蚀混凝土梁受弯全过程的数值模拟技术,计算结果与试验结果符合较好,为今后锈蚀钢筋混凝土梁加固设计计算提供参考。     

预应力碳纤维布材加固混凝土梁受弯性能非线性分析

根据平截面变形假定,考虑材料的非线性性质,用分级加应变的方法计算预应力碳纤维布加固的混凝土梁的荷载-挠度关系,得到的5根预应力碳纤维加固混凝土梁和4根非预应力加固混凝土梁的荷载-挠度曲线与试验结果吻合较好。并在此力学模型的基础上对预应力碳纤维布加固的受弯构件的二次受力性能进行了非线性分析,研究了碳纤维初始应变、截面高度、预应力大小对被加固梁受弯性能的影响。分析结果表明：预应力可有效发挥碳纤维高强性能,二次受力条件下预应力碳纤维布材的加固效果远好于非预应力碳纤维布材加固,可有效解决构件二次受力应力应变滞后问题。     

CFRP加固焊接工字钢梁的有限元分析

碳纤维增强复合材料（CFRP）加固混凝土结构目前已经得到广泛应用,但在钢结构加固方面应用尚少。通过有限元软件ANSYS对碳纤维布和碳纤维板加固焊接工字钢梁进行变形和应力场分析,得出CFRP片材加固可增强钢梁的刚度,降低钢梁的最大应力。该分析结果可用于钢梁疲劳寿命分析。     

Prediction of Bending Fatigue Life of Cracked Out-of-Plane Gusset Joint Repaired by CFRP Plates

Carbon fiber reinforced polymer (CFRP), plates bonding repair method is one of the simple repair methods for cracked steel structures. In this study, the influence of width of CFRP plates on bending fatigue life of out-of-plane gusset joint strengthened with CFRP plates was investigated from the experimental and numerical point of view. In the bending fatigue test of cracked out-of-plane gusset joint strengthened with CFRP plates, the effect of width of CFRP plates on crack growth life was clarified experimentally. Namely, it was revealed that the crack growth life becomes larger with increasing the width of CFRP plates. In the numerical approach, the stress intensity factor (SIF) at the surface point of a semi-elliptical surface crack was estimated based on the linear fracture mechanics. Furthermore, the extended fatigue life of cracked out-of-plane gusset joint strengthened with CFRP plates was evaluated by using the estimated SIF at the surface point and the empirical formula of the aspect ratio of semi-elliptical crack. As the results of numerical analysis, the estimated fatigue life of the specimen strengthened with CFRP plates showed the good agreement with the test results.     

预应力CFRP布加固RC梁抗弯承载力影响参数分析

采用灰色系统理论的关联分析方法,对已有17组预应力CFRP布加固RC梁的实验数据进行关联度计算,分析碳纤维布配布量、梁截面高度、钢筋配筋率、预应力度、混凝土强度和碳纤维布抗拉强度等参数对加固梁抗弯承载力的影响。结果表明,上述影响参数对加固梁的抗弯承载力影响程度依次递减。本文构建了一个考虑影响参数组合权系数的预应力CFR...