FRP复合理论与FRC复合理论

根据混合法则的基本原理，分别推导了FRP和FRC的初裂强度，极限强度计算公式，分析了FRP和FRC两种复合材料破坏模式与纤维掺量的关系。研究结果表明，FRP复合理论比较完善，推导出的FRC复合理论只适用于纤维间距较大的水泥基复合材料，否则必须综合考虑纤维对基体损伤过程的影响，即考虑纤维与基体复合后带来的耦合效应。     

钢纤维水泥基复合材料增强作用的理论研究

本文全面考虑了纤维的阻裂作用和复合增强作用，并以损伤力学为基础对钢纤维混凝土材料的受力工作过程进行了研究。不仅推出了初裂温度、极限强度的计算公式，而且还给出了钢纤维混凝土的损伤本构方程。     

植物须根固土护坡的复合材料理论研究

从复合材料的角度,提出了一种新的根系固土护坡的作用机理。即把含根土体看成由根和土组成的复合材料,根系犹如乱向分布的纤维,通过分析根系阻裂增加土体强度和延性的作用,来说明根系的固坡作用。根系对土体的阻裂增强作用表现为:在微裂缝扩展阶段,根系主要通过改变微裂纹扩展路径增大裂缝扩展的能量耗散,来提高复合土体的抗剪能力;在塑性裂缝扩展阶段,根系主要通过扩散和转移土体中的剪应力,来提高复合土体的抗剪强度,此阶段强度提高的幅度相对较大。根系增加土体延性的作用表现为:根系扩散和转移了土体中的部分应力,应变相对均匀,延缓破裂面的出现;加之,根系的抗拉、阻隔作用,复合土体的峰值强度跌落为残余强度的程度趋缓,土体的延性提高。最后,通过试验对其进行验证。     

超短超细钢纤维混凝土弯曲性能研究

为研究钢纤维混凝土(SFRC)的弯曲性能,对不同强度等级(普通混凝土-NC、高强混凝土-HSC)、不同纤维体积掺量和不同纤维长度的钢纤维混凝土梁进行四点弯曲试验。结果表明:纤维长径比越大纤维体积掺量越多,SFRC的极限承载力越大,荷载-挠度曲线也越饱满;增加纤维掺量可以提高SFRC的抗折初裂强度,且抗折初裂强度随纤维体积掺量的增加线性增加;HSC表现出很好的韧性,但HSC的弯曲韧度比却小于NC。     

PVA纤维水泥基复合材料的抗拉性能及韧性研究

聚乙烯醇(PVA)纤维是一种具有高抗拉、高弹模,亲水性好,特别是与波特兰水泥有良好的相容性等特点的新型纤维.为配制出高韧性、大变形纤维增强水泥基复合材料,试验介绍了PVA纤维增强水泥基复合材料的单轴拉伸性能和弯曲韧性,试验结果表明:PVA纤维具有良好的阻裂增韧效用,能够显著提高水泥基复合材料的抗裂性能和变形能力;PVA纤维可明显改善混凝土弯曲韧性,且PVA纤维混凝土的弯曲韧性指数明显高于聚丙烯(PP)纤维混凝土.     

正交异性纯弯梁应力强度因子的研究

本文运用复合材料断裂理论推导出带单边切口的纯弯梁不同纤维增强方向时V位移分量与K1K1的关系式，用贴片云纹干涉法与有限元确定纯弯梁裂纹尖端V位移，从而得出应力强度因子值，文中给出了复合材料纯弯梁不同裂纹长度，不同纤维增强方向时的云纹图，最后将测试结果与有限元计算值进行了误差对比。     

玻璃纤维增强环氧树脂单向复合材料力学性能分析

采用连续玻璃纤维与环氧树脂相复合,通过金属模压成型工艺,制备出单向玻璃纤维／环氧树脂复合材料。通过三点弯曲实验论证单向纤维对树脂基体的增强作用,从而研究不同纤维含量下复合材料的弹性模量、纵向拉伸强度、纵向压缩强度的变化趋势。结果表明：随着纤维含量的增加,复合材料的力学性能均增强,当纤维体积含量为50％时,其各项性能均较好,弹性模量为40GPa,纵向拉伸强度为1200MPa,纵向压缩模量为700MPa。此外,对复合材料的其他常用力学性能参数进行检测。     

复合材料桥联问题中的半桥问题

针对纤维增强复合材料的半桥问题，即部分桥联增韧的问题，给出了数值计算结果。由此得到了一个近似解析解--应力强度因子线性模型。利用这一模型，根据纤维基体界面强弱的不同情况，分别给出了III型裂纹的若干强度条件。     

提高GRC复合材料强度的研究

通过试验和理论计算分析了玻璃纤维增强水泥复合材料的复合机理，提出了改进和提高复合材料强度的技术关键，为寻找复合材料的最佳工艺配比提供了理论和试验依据。     

一种新的基体损伤与界面脱粘理论分析模型

利用剪切滞后法,给出一种新的基体损伤模型;利用J积分理论,给出一种新的由基体裂纹导致的纤维／基体界面脱粘裂纹损伤模型。理论分析和数值计算得到了一些关于纤维增强复合材料强度和损伤有参考价值的结论,并对复合材料中一些常见的损伤破坏形式进行了定性的解释,由此表明本模型的可行性。     

钢纤维砼预应力连续叠合板抗裂度及裂缝宽度研究

通过三组钢纤维混凝土预应力连续叠合板的试验研究 ,分析了钢纤维对提高叠合板的抗裂度及减小裂缝宽度的显著作用 ,论证了钢纤维混凝土叠合板有比普通混凝土叠合板更优的正常使用性能 ,并以试验研究为基础 ,提出了抗裂度的计算公式 .     

钢纤维水泥基复合材料的初裂强度

钢纤维水泥基复合材料初裂强度的计算公式目前尚未统一,很多文献中都直接沿用了短纤维增强延性基体复合材料的计算公式,本文推导了适用于钢纤维混凝土等乱向短纤维增强脆性基体复合材料的初裂强度计算公式。     

超高索塔锚固区泵送钢纤维混凝土的制备

为了提高索塔锚固区混凝土结构的抗裂性能和力学行为,经过优化混凝土基体组成和纤维外形与尺度,制备了索塔锚固区专用的钢纤维混凝土材料.该钢纤维混凝土不仅能够一级泵送到高达300m索塔上,而且该钢纤维混凝土能大幅度降低后期的干燥收缩,提高混凝土基体的抗拉强度和韧性.通过弯曲梁的抗裂性试验和索塔锚固区的足尺模型试验发现:由于钢纤维的加入,使混凝土梁的抗裂度提高了近40%;用该钢纤维混凝土浇筑的拉索锚固区,在受荷时其开裂裂缝的宽度、长度和贯穿裂缝的数目均比用对比混凝土浇筑的相应部位小得多.因此,优选出的钢纤维混凝土不仅能够满足索塔锚固区的要求,而且能够应用到其他受力复杂的区域.     

PVA纤维及尾矿砂掺量对GTCC自愈合性能影响

针对最新开发的绿色韧性水泥基材料的自愈合性能,参考国内外水泥基复合材料的自愈合理论与试验研究,采用强度恢复法对经过预制裂纹处理、自愈合养护至不同龄期的试件进行抗压强度试验并计算其强度恢复率.分析不同纤维体积掺量及尾矿砂替代天然砂比率对该水泥基复合材料自愈合性能的影响规律.结果表明,利用尾矿砂部分替代细骨料可以提高GTCC的自愈合性能.在不影响GTCC抗压强度的前提下,合理使用PVA纤维可以提高材料的自愈合能力.     

超高泵送钢纤维混凝土的初裂强度和弯曲韧性

参照美国材料与试验协会(ASTM)试验方法,对满足超高距离泵送要求且抗裂性能优异的纤维混凝土的初裂强度和弯曲韧性进行了研究。借助弯曲荷载-挠度全曲线,分析了纤维掺量和类型对韧性指数和初裂荷载的影响。结果表明,钢纤维混凝土的抗弯初裂强度、极限强度和弯曲韧性均随纤维掺量的增大而提高。其中,纤维体积率为0.8%,泵送高度达306 m的钢纤维混凝土的初裂强度和极限强度比基准混凝土分别提高了15.6%和31.4%,韧性指数I5提高5.22倍,I10提高8.7倍,I20提高12.39倍。     

一种可净化空气的生态型植物纤维复合板材的研究

研究了一种以石灰为基体,植物纤维为增强相的复合板材的制备方法,探讨了基体相、纤维相以及界面相的复合机理及其纤维含量、添加剂含量等对复合板材性能的影响.结果表明:未加石膏时,随着纤维含量的增加,材料的抗折、抗压强度均增加;加入石膏后,材料的抗折强度明显降低,而抗压强度逐渐增大.该板材无任何游离态甲醛释放,可以吸收空气中的CO2起到净化空气的作用,是绿色环保材料.     

钢纤维砼预应力叠合连续板非线性有限元分析

建立了钢纤维砼预应力叠合连续板的弹塑性材料模型,并编制了非线性有限元程序.计算结果表明了材料模型及分析方法的正确性,指出了该结构型式桥面板在公路桥涵中的广泛应用前景.     

应用有限元法分析碳纤维复合飞轮强度

针对碳纤维/环氧复合材料具有的各向异性的特点,分别采用弹性力学的解析法和有限元法对集成化储能系统中的碳纤维复合转子进行了强度分析,给出了碳纤维复合转子强度计算的解析公式,对有限元法在该问题中的应用进行了详细说明。文中最后对比了二者在应用中的差异,并提出了采用密度小、弹性模量低的材料做轴或在轴与飞轮之间添加弹性层,可以提高飞轮转速,最大限度地利用碳纤维增强复合材料的优良性能这一优化设计思想。     

钢纤维混凝土局部承压的试验研究

本文对工程中常用面积比的钢纤维混凝土构件的局部承压问题进行了系统的研究，给出了局压强度计算公式和采用钢纤维混凝土对局压构件进行局部增强时的设计要求，为编制《钢纤维混凝土结构设计与施工规程》提供了技术依据．