碳纤维增强泡沫铝夹芯梁弯曲性能数值模拟

运用有限元软件ANSYS,对泡沫铝夹芯梁在跨中集中力作用下的变形进行了数值模拟分析。分析中单元采用平面二维单元plane82,面板材料采用金属铝。分析结果显示,数值模拟能比较真实再现泡沫铝夹芯梁在集中荷载作用下的弯曲变形,增加碳纤维可提高泡沫铝夹芯梁的抗弯性能。     

防腐混凝土梁长期力学性能试验研究(英文)

玻璃钢(FRP)筋防腐混凝土是一种强度高、全方位耐腐蚀的新型工程材料,具有十分广泛的应用前景.本文先对防腐混凝土梁采用四点弯曲试验方法,对FRP筋加强混凝土梁的弯曲长期力学特性进行了试验研究与分析,得到了梁在不同荷载水平作用下的蠕变曲线.结果表明,FRP筋不仅提高了防腐混凝土梁的初始刚度和强度,且明显降低了梁的蠕变变形.最后,运用最小二乘法确定蠕变模型参数,分别建立了防腐混凝土粱和FRP筋加强防腐混凝土梁的弯曲蠕变幂律模型,为估计材料的长期力学性能提供依据,对FRP筋防腐混凝土结构设计具有重要的价值.     

土工格栅加筋透水混凝土力学性能试验研究

研究了双向土工格栅的加筋位置及层数对透水混凝土孔隙率、透水系数、强度和弯曲性能的影响.研究表明:透水混凝土的有效孔隙率和透水系数随着格栅加筋层数的增加而增加,加筋后透水效果良好.加筋透水混凝土的强度较不加筋试样提高显著,抗压强度和抗折强度分别提高至26.3 MPa和3.9 MPa.将格栅设置在距离试样底部1/3h(h为试样高度)处时,抗压强度最高.在透水混凝土梁中加筋格栅后,混凝土梁有显著的开裂后性能,梁的破坏模式由脆性破坏变为延性破坏,梁的韧性提高,裂缝的发展被抑制,弯曲破坏有预兆性.加筋一层格栅时,距底部1/3h处是提高梁弯曲性能最有利的位置.加筋两层格栅的透水混凝土梁开裂后的延性优于加筋单层格栅的透水混凝土梁.同时在距离底部1/3h和2/3h处加筋格栅的透水混凝土梁弯曲性能最好.     

低干缩延性材料-混凝土复合梁抗弯性能:模拟与验证（英文）

基于断裂力学建立了低干缩延性纤维增强水泥基材料(LSECC)/混凝土复合梁的抗弯模型,模拟了不同强度组合、不同LSECC层厚的复合梁抗弯性能。结果表明:在梁底复合低干缩延性材料不仅可提高梁的抗弯承载力,而且大幅提升梁的延性;复合梁的承载力和延性提升与材料强度和LSECC层厚相关;当LSECC强度较上层混凝土强度高时,复合梁的抗弯承载力和延性受LSECC层厚影响显著,随层厚的增加而提高。对不同强度组合、不同LSECC层厚的复合梁实施了三点弯曲试验,模拟结果与试验结果吻合良好。     

横向集中力作用下悬臂薄板形变分析

对悬臂矩形薄板上作用的横向集中力进行了处理，导出它在任意横向集中力作用下的挠度方程组。建立了悬臂薄板弯曲形变与尺寸、荷载、弹性模量和泊松比之间的关系。据此给出用悬臂薄板弯曲形变测定板材弹性模量和泊松比的实验方案。进行了钢、铝合金、有机玻璃和玻璃布酚醛复合板的弯曲实验和拉伸实验。二者数据一致。     

玻璃钢/人造石组合板梁弯曲试验研究

本文通过弯曲试验,探讨了玻璃钢/人造石组合板梁的弯曲力学性能和破坏机理。试验结果表明,人造石与玻璃钢结合牢固,能够以组合结构的型式共同工作。用人造石做为玻璃钢的芯材,提高了玻璃钢的抗压和抗剪强度,同时刚度也得到提高。     

外载荷作用下夹层梁的理论弯曲计算分析

利用弹性体的剪应变与位移的几何方程,推导出了夹层梁的弯曲微分方程,研究了夹层梁的弯曲挠度计算问题。采用该弯曲微分方程可以方便计算出外载荷作用下夹层梁的弯曲挠度,而弹性理论对外载荷作用下夹层梁的弯曲计算仅能给出一题一解,本文方法则克服了弹性理论的缺陷。有关试验结果验证了该方法的计算精度较高。     

聚丙烯纤维混凝土-沥青混凝土复合切口梁弯曲韧性研究

对旧沥青路面进行铣刨处理后,加铺的白色罩面层多采用纤维混凝土,为了研究聚丙烯纤维和沥青层表面凿毛处理对复合切口梁弯曲韧性的影响,采用掺加聚丙烯纤维和对沥青层表面凿毛处理的高性能混凝土-沥青混凝土(AC-13)复合切口梁进行三分点加载试验,得到了荷载与挠度、裂缝张开距离之间的关系曲线,并对复合梁的抗折强度、能量吸收值、等效抗弯拉强度进行了计算.结果表明,聚丙烯纤维与凿毛处理均能提高复合切口梁的弯曲性能,聚丙烯纤维的掺加提高了复合梁的抗折强度,每当聚丙烯纤维掺量的增加0.45时,feq1、feq2大约增加0.035 MPa,混凝土的能量吸收值也增加8%左右;凿毛处理大幅度提升了等效弯拉强度,等效弯拉强度feq1、feq2分别提升了0.05 MPa、0.03 MPa,凿毛处理对feq1的提升效果比feq2更明显,使得复合梁的能量吸收值平均提升了20%.     

剪力对梁变形影响的分析

本文用材料力学的分析方法,导出了一个计入剪力时梁的挠曲线的微分方程式。为了估计剪力对梁变形的影响,在集中力作用下梁内剪力用一个单值连续的反三角函数表示。由能量法确定了截面因子数值之后,定量地给出计入剪力时梁变形的分析结果。其结果和弹性力学的结来是一致的。     

测定陶瓷材料断裂韧性的压痕弯曲梁法的改进

考虑残余应力对压痕弯曲梁应力场强度的贡献后,对相应的K_(IC)表达式进行了修正。研究表明:在合适的压痕压制荷载范围内,弯曲梁强度σ_r与压痕裂纹深度的倒数平方根(1/a)~(1/2)之间存在线性关系;压痕处的残余应力效应可以用σ_(?)-(1/a)~(1/2)直线关系式中的强度修正项加以描述。高温下强度修正项的值随温度的升高而减小,说明残余应力在高温作用下得到了部分消除;退火处理也导致了强度修正项的减小。采用强度修正项后的K_(IC)计算公式,压痕弯曲梁法可望应用于各种温度下的K_(IC)测试;由σ_(?)(1/a)~(1/2)直线斜率求得的K_(IC)值不受残余应力影响。     

ABS与PS-HI耐防锈油环境应力开裂性能

用防锈油作为溶剂,采用样条弯曲受力方法进行了丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物（ABS）和高抗冲聚苯乙烯（PS-HI）的环境应力开裂试验,研究了应力、溶剂及其综合作用对2种材料拉伸、弯曲性能的影响。结果表明,应力溶剂综合作用使PS-HI的拉伸强度和弯曲强度明显下降,而对ABS的拉伸强度和弯曲强度影响较小;此外,环境应力作用会显著降低ABS和PS-HI的断裂伸长率,并使之由韧性断裂变为脆性断裂。     

黏土结构对聚氯乙烯/黏土复合材料性能的影响

用两种不同结构的黏土伊利石和海泡石作为填料填充到聚氯乙烯(PVC)树脂中,研究黏土结构对PVC性能的影响。结果表明:黏土的结构不同,对PVC的性能影响也存在明显差异。伊利石对提高PVC的拉伸强度优于海泡石;而海泡石对提高PVC的冲击强度优于伊利石。伊利石提高了PVC的弯曲强度,对弯曲模量的影响不大;而海泡石降低了PVC的弯曲强度,但明显加大了PVC的弯曲模量。海泡石对提高PVC的热变形温度优于伊利石。     

碳纤维复合材料圆梁弯曲振动有限元分析

碳纤维复合材料圆梁作为片状物料传送的旋转部件使用时,对其承载强度、刚度以及振动性能的要求一直较为严格。本文在结合材料力学和经典层合理论的基础上,利用ANSYS有限元软件建立三维圆梁模型,对碳纤维复合材料圆梁在定载荷下的弯曲和振动进行模拟。结果表明:纤维小角度铺层能提高圆梁的抗弯刚度,在考虑自重的定载荷条件下,壁厚变化与重力方向最大变形之间存在临界值;通过分析梁的振动模态,提取前6阶振动频率与振型,可知碳复合材料圆梁具有较强的抗振能力。     

黄麻纤维接枝聚醚增强UP复合材料研究

采用经过氢氧化钠和甲苯二异氰酸酯-聚醚二元醇(TDI-PPG)表面处理的黄麻纤维织物作为增强体,以191#通用不饱和聚酯树脂(UP)作为基体,通过模压成型的方法制备了黄麻纤维增强UP复合材料。傅立叶变换红外光谱及X射线光电子能谱分析表明,TDI-PPG接枝于黄麻纤维上;通过热分析确定了复合材料的加工温度为160℃,根据生产经验确定成型压力为2 MPa;用短梁弯曲法测试了黄麻纤维接枝前、后UP复合材料的层间剪切强度,后者大于前者;随着黄麻纤维体积分数的增加,接枝黄麻纤维增强UP复合材料的力学性能得到提高,当黄麻纤维体积分数为54.44%时,接枝黄麻纤维增强UP复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别为112.31 MPa,109.32 MPa和14.85 k J/m2。     

加固混凝土梁的GFRP板抗拉强度与界面切应力

 为了研究玻璃纤维布的拉伸强度,通过5个涂浸渍胶和未涂胶的试件进行了轴向拉伸实验。结果表明,环氧 树脂不仅有粘贴和保护玻璃纤维布的作用,而且能够提高其拉伸强度。为进一步分析玻璃纤维强化塑料(GFRP)板对 加固结构的影响,特制备9个单层GFRP板加固混凝土梁试件,对其进行四点弯曲加载实验,并在其中一个试件的 GFRP表面粘贴了应变片,进行电测跟踪测试,从而得到结构损伤破坏过程曲线和应变片粘贴处的应变值。对比两种 实验得知,GFRP板轴向拉伸强度比四点弯曲实验得到的强度大。又由测试数据和力学模型,得到FRP板轴力以及与 混凝土间界面上的切应力分布曲线。     

计及界面损伤的纤维片材加固砼梁的弯曲破坏分析

对四点弯曲荷载作用下含微裂缝的纤维片材加固钢筋砼梁,建立一种计及梁中裂缝和纤雏片材与梁跨中界面发生损伤的分层剪滞模型,并采用复合材料力学中的细观统计破坏理论,研究了纤维片材断裂模式下的纤维应力重新分布和极限承载力,定量获得了纤维应力集中、纤维片材与砼梁之间的界面损伤区长度和极限承载力与界面剪切强度的关系.结果表明,应力集中随界面剪切强度的增加而增加;界面损伤区长度随界面剪切强度的增加而减小;极限承载力随界面剪切强度的增加是先增大后减小;适宜的界面黏结,极限承载力最高.     

3D打印PLA/麦秸粉复合材料的力学性能优化

将聚乳酸(PLA)作为基体,麦秸粉作为增强体,通过挤出成型工艺制备用于熔融沉积成型3D打印的木塑复合材料。采用正交试验设计的方法,通过对复合材料的力学性能进行测试,探索最佳的制备工艺。结果表明,随着麦秸粉平均粒径的增加,复合材料的弯曲强度与冲击强度出现先上升后下降的趋势,当平均粒径为120μm时,弯曲强度与冲击强度分别达到60.51 MPa,12.84 k J/m~2;麦秸粉的含量在1%时,复合材料的弯曲强度与冲击强度达到最大值,分别为62.87 MPa,12.72 k J/m~2;硅烷偶联剂KH550的加入会提高复合材料的力学性能,对冲击强度的作用效果强于弯曲强度,当KH550的添加量为8%时,冲击强度达到12.90 k J/m~2;马来酸酐接枝聚丙烯相容剂(MAPP)的添加会使复合材料的弯曲强度与冲击强度先上升后下降,当MAPP含量为1%时,复合材料的弯曲强度与冲击强度分别为62.68 MPa,11.91 k J/m~2,达到最大值。     

助剂对PVC/稻壳粉复合建筑模板性能的影响

主要考察了ACR、CPE和DOP等改性助剂对PVC/稻壳粉复合建筑模板力学性能的影响,结果表明:ACR与CPE对复合材料的冲击强度、拉伸强度和弯曲强度都有一定增强作用;DOP对复合材料的冲击强度和弯曲强度有增强作用,但不利于拉伸强度的提高;ACR、CPE和DOP的最佳用量分别为4 phr、6 phr和6 phr,复合材料的拉伸强度为61 MPa、冲击强度为18.5 k J/m2,弯曲强度可达64 MPa。     

隔板方向对泡沫芯复材夹芯梁抗剪性能影响的试验研究

采用真空导入工艺制作了3组不同方向(横向、纵向及双向)的隔板增强泡沫芯复材夹芯梁,对其进行了剪跨比为3的三点弯试验研究,获得了其失效过程及破坏模式,分析了隔板布置方向对该复材夹芯梁受剪力学行为的影响。结果表明:1隔板横向、纵向及双向布置时,夹芯梁的破坏模式分别为上面层弯曲折断、侧面层局部屈曲及上面层剪切破坏;2横向隔板可有效阻止泡沫芯材的斜裂缝扩展,从而提高构件在横向荷载作用下的延性,但不能显著提高夹芯梁的刚度和强度;3隔板纵向布置时,构件的承载力和刚度相比于未增强的普通泡沫芯复材夹芯梁分别提高了1.02倍及5.65倍,但延性仅提高了0.23倍;4双向隔板增强泡沫夹芯梁的力学性能与纵向隔板增强泡沫夹芯梁较为相似,其承载力和刚度均明显高于横向隔板。     

云母与成核剂复配改性PP

采用云母和成核剂填充改性聚丙烯(PP),研究了复合材料的力学性能、结晶性能及耐热性能。结果表明:云母可有效提高PP的弯曲强度及模量、悬臂梁缺口冲击强度和耐热性能;少量成核剂NA11和表面活性剂硬脂酸钙可使PP/云母复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量及悬臂梁缺口冲击强度较纯PP分别提高10.4%,32.9%,92.6%,9.2%,热变形温度由纯PP的105℃提高到135℃;云母及NA11对PP具有异相成核作用,复合材料的结晶温度明显提高,晶粒细化、致密。