结构混杂GFRP棒位伸力学性能试验测试

本文提出了一种结构混杂的工艺制造GFRP,以改善材料的脆性,并对其进行了拉伸及破坏试验,试验结果表明,结构混杂GFRP棒的拉伸应力一应变曲线呈现出双线性特征。     

GFRP桥面铺装力学性能研究

GFRP桥面铺装是GFRP桥面板组合梁桥行车体系的重要组成部分。本文采用有限元分析软件对车辆荷载作用下GFRP桥面铺装层的应力分布情况进行了分析,得到了计算铺装层最大拉应力的控制荷位,并计算了在此荷位下GFRP桥面铺装层中的应力水平。研究了GFRP桥面铺装层中的应力、应变分布规律。根据分析结果,提出了大广高速6号跨线桥及类似GFRP桥面铺装的设计指标。     

混杂纤维轻骨料混凝土力学性能试验研究

本试验研究了玻璃纤维和聚丙烯纤维单一掺入以及混合掺入时对轻骨料混凝土力学性能的影响.结果表明,玻璃纤维对轻骨料混凝土坍落度的影响要大于聚丙烯纤维的影响,并且玻璃纤维对轻骨料混凝土强度提高效果要优于聚丙烯纤维,当混合掺入0.6 kg/m3的玻璃纤维和0.6 kg/m3的聚丙烯纤维时,立方体抗压强度值最高.这两种纤维混杂后,聚丙烯纤维成为影响其混杂效应的最主要因素.在聚丙烯纤维掺量在不大于0.9 kg/m3时,混杂纤维轻混凝土体现出良好的正混杂效应.     

基于细观结构的GFRP筋拉伸试验分析

对不同基体的长纤维复合材料(GFRP)筋开展拉伸强度试验,借助SEM观察筋体各阶段受力下的细观结构,得到关于拉伸性能作用的结论。实验可知,乙烯基GFRP筋与不饱和聚酯基GFRP筋相比具有更优的材料复合结构和界面,乙烯基筋体裂纹扩展的受荷强度比不饱和聚酯基筋高;GFRP筋在荷载作用下先是基体材料的裂纹扩展或者少数纤维的断裂,随着基体达到极限强度,裂纹开始由局部扩展至较大范围,直到筋体表面;在荷载强度达到破坏荷载的80%以上时,筋体细观结构表现出纤维与基体明显的剥离,筋体破坏与纤维和基体之间的剥离有较紧密的关系。     

混杂效应对混杂纤维混凝土力学性能的影响

讨论了玄武岩纤维与聚丙烯纤维的"纤维混杂效应"对混凝土基体力学性能的影响。结果表明,玄武岩-聚丙烯混杂纤维混凝土(B-P HFRC)的劈裂抗拉强度和抗折强度明显高于玄武岩纤维混凝土(B FRC)和聚丙烯纤维混凝土(P FRC)。提出了"纤维混杂效应函数"的概念,利用MATLAB数据拟合的方法求得了玄武岩-聚丙烯纤维混杂效应函数,对其求极值获得了玄武岩-聚丙烯混杂纤维对混凝土力学性能改善最佳的体积掺加率。     

混杂FRP复合材料单轴拉伸性能研究

为制备优异综合性能的混杂FRP(Fiber Reinforced Plastic/Polymer)复合材料,本文试验研究了芳纶、玄武岩、玻璃纤维与碳纤维混杂复合材料的单轴拉伸力学性能,分析了纤维种类、碳纤维相对体积含量、铺层方式等混杂参数对混杂效应的影响。结果表明,HFRP(Hybrid FRP)复合材料的单轴拉伸弹性模量基本符合混合定律,层间混杂FRP复合材料均表现出良好的混杂效应。当碳纤维铺层在中间时,碳/芳纶/玻璃层间混杂复合材料的混杂效应系数为0.647,混杂效应最优。     

不同直径GFRP筋的拉伸性能尺寸效应试验研究

利用电液伺服万能试验机对5种不同直径的GFRP筋进行了拉伸性能试验,研究了尺寸效应对GFRP筋拉伸性能指标的影响规律。试验结果表明,尺寸效应对极限强度和极限拉应变的影响比较明显,随直径的增大而减小,而对弹性模量的影响不明显;试样的拉伸破坏模式为劈裂破坏;应力-应变曲线呈现出线性关系;弹性模量的平均值为48.06GPa;相同直径下不同长径比试样对极限强度的影响需要进一步深入研究。     

不同种类GFRP筋的力学性能试验比较

GFRP筋的高强、轻质、耐腐蚀、抗磁性使其具有了作为结构材料的优良性能,解决了钢筋混凝土中钢筋锈蚀的严重问题.本文对研制开发的6种不同的GFRP筋进行常温拉伸比较试验.结果表明,随树脂的不同与玻璃纤维含量的改变,不同GFRP筋的强度及弹性模量有较大的差异.     

GFRP筋拉伸力学性能与破坏形态试验分析

对不同尺寸和纤维含量条件下的螺纹纤维筋进行研究,利用一次性拉伸和循环拉伸试验,观察筋体在受力中表观特征和应力的对应关系,对比分析玻璃纤维增强复合材料（GFRP）筋体1/2和1/4处的应力应变关系。结果表明,GFRP筋达到一定的应力时筋体出现裂纹,裂纹开展从筋体套筒附近开始,并随着应力增加而向中间扩展,在破坏前随应力减小而逐渐闭合;裂纹在筋体破坏前纵向发展,在达到破坏荷载时裂纹呈现横向参差不齐的断裂破坏特征;材料的弹性模量稳定,泊松比受加载循环影响而减小;不同纤维含量的GFRP筋会有不同的破坏荷载和破坏形态;筋体的破坏性质介于脆性破坏和塑性破坏之间;直径为20mm和直径为25mm筋体利用效率最高,是较为优化的筋体尺寸类型。     

混杂纤维混凝土力学性能研究

纤维以其塑性变形小、强度高、韧性大等优点在混凝土中得到越来越广泛的应用,但由于不同纤维的尺度与性能不同,导致其对混凝土的力学性能影响结果不同,因此本文分别对单掺、双掺仿钢纤维和聚丙烯纤维混凝土、钢纤维混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度进行了试验研究,并将其与普通混凝土的力学性能进行比较。结果表明,纤维混凝土较普通混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度都有明显提高,且混杂纤维较单一纤维混凝土的强度提高更为明显,混杂纤维混凝土的强度与钢纤维混凝土强度相差不大,并以成本低、分散性好、不易锈蚀等优点可以取代钢纤维在某些工程中的应用。     

玻璃纤维毡增强复合材料的低周拉伸疲劳性能研究

采用玻璃纤维毡和不饱和树脂使用手糊成型的方法制作复合材料,并进行拉伸测试和低周疲劳测试来研究无孔和开孔玻璃纤维毡复合材料的拉伸性能。结果表明,试样的拉伸强度都随着纤维体积含量的增加而增加。在低周疲劳测试中,无孔和开孔试样的拉伸性能在55%载荷水平的低周疲劳作用下基本保持不变,但是在70%以上载荷水平的低周疲劳作用下发生了显著下降。对试样的断裂行为进行了研究,无孔试样拉伸断裂后有分层现象,开孔试样的断裂区域可以分为两个部分,分别为平行区域和扇形区域。特征长度通过使用有限元软件(MSC-Marc)计算出来,和测量出来的平行区域长度很接近,并且随着施加疲劳载荷水平的提高而降低,材料对孔洞的抵抗性降低。最后,对低周疲劳前后的破坏试样进行了扫描电镜观察以比较两者的不同。     

玻璃纤维增强HDPE熔体流变性能研究

采用毛细管式流变仪研究了不同温度条件下玻璃纤维（以下简称玻纤）增强ＨＤＰＥ复合材料熔体的流变性能，及其与材料界面粘结性、玻纤含量等的关系。实验结果表明：材料界面粘结强度越大，玻纤含量越高，熔体表观粘度对温度的敏感性减弱，对剪切速率的敏感性则增强。对该类材料的成型应选择稍高的加工温度及剪切速率较为适宜。     

超细钢-聚丙烯混杂纤维混凝土力学性能研究

为研究超细钢-聚丙烯纤维对混凝土力学性能的影响,进行了9组超细钢-聚丙烯混杂纤维混凝土试件的立方体抗压强度和劈裂强度试验,分析了超细钢纤维、聚丙烯纤维体积掺量对混凝土力学性能的影响。结果表明:混杂纤维的掺入使混凝土的立方体抗压强度、劈裂强度及拉压比均有提高,混杂纤维混凝土破坏产生明显延性特征;超细钢纤维体积掺量对混凝土力学性能的影响最大,混凝土强度及拉压比随超细钢纤维掺量增加而增大;聚丙烯纤维体积掺量增加对混凝土力学性能的影响并非线性提高,混掺0.1%聚丙烯纤维和1.5%超细钢纤维的混凝土获得最佳力学性能,抗压强度提高19.42%,劈裂抗拉强度提高56.78%,拉压比提高30.16%。     

复配酰胺酸乳液改性玻璃纤维增强环氧树脂界面性能的研究

实验合成了酰胺酸乳液(SA-1),并添加聚乙烯吡咯烷酮进行复配(SA-2),通过纳米粒度分析仪、透射电子显微镜(TEM)和傅里叶红外光谱仪(FT-IR)测定乳液粒径及干燥成分的官能团结构。利用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)研究处理前后玻璃纤维的表面形貌,并分别用单丝拉伸和微脱黏法测定单纤维的拉伸性能和复合材料的界面剪切性能(IFSS)。结果表明,SA-2乳液平均粒径为99 nm,分布范围为21 nm~220 nm,优于SA-1。SA-1乳液涂覆处理的膜层光滑,平均厚度为0.20μm,而SA-2处理后,玻璃纤维的表面粗糙度增大,膜层厚度为0.12μm。SA-1处理后玻璃纤维单丝拉伸性能从1.401 GPa降至1.369 GPa,GF/环氧树脂复合材料IFSS从20.06 MPa增至26.84 MPa;SA-2处理后单丝拉伸强度降至1.383GPa,复合材料IFSS为32.70 MPa,提升了63.01%。     

GFRP杆抗压应变率效应试验研究

为了研究玻璃纤维增强塑料(GFRP)杆的抗压性能,采用WAW600微机控制电液伺服万能试验机和Φ37分离式霍普金森压杆(SHPB)试验设备,对GFRP杆分别进行了准静态抗压性能和冲击性能试验。准静态条件下,该材料没有明显的屈服特征与塑性变形,表现出典型的脆性破坏特征;加载速度为100~500N/s时,应变率效应敏感。冲击载荷作用下,该材料的峰值应力、峰值应变及应力-应变曲线上升段斜率随应变率的提高而增大;抗压强度提高幅度较大,动力提高系数大于1.35,高达1.58。     

单向芳纶/玻璃纤维混杂复合材料板材拉伸性能研究

本文对单向芳纶/玻璃纤维复合材料进行制作,对其纵向拉伸强度、拉伸模量和弹性伸长进行实验分析。实验结果表明,单向混杂复合材料的拉伸断裂大多为多次性,界面数越多,一次性断裂的可能性越大。界面数为1的混杂纤维复合材料的芳纶纤维体积含量在对拉伸强度影响上的存在临界值,表现出明显的混杂效应。界面数大于1的混杂复合材料在芳纶纤维铺层数一定的情况下,界面数的多少不影响混杂复合材料拉伸强度和拉伸弹性模量的大小。界面数大于1比界面数为1的复合材料的拉伸强度和拉伸模量明显偏高。同时对不同制作条件下纯玻璃纤维单向复合材料的拉伸性能进行剖析。     

玻璃纤维增强PC/PBT共混体系力学性能的研究

采用增容剂对玻璃纤维(GF)增强聚碳酸酯(PC)聚/对苯二甲酸丁二酯(PBT)共混体系进行改性,研究了不同成分组成对GF增强PC/PBT材料力学性能的影响,并用扫描电子显微镜观察了不同共混体系的形态结构。结果表明,GF可以提高共混体系的力学性能,当GF质量分数为28%时,共混体系的综合性能较好。     

纤维打团效应对纤维混凝土抗拉性能的影响

针对纤维在混凝土中存在的打团效应引入了纤维均分系数,并建立了六种纤维打团模型。基于复合材料的力学理论,分析了纤维打团效应对纤维混凝土(FRC)抗拉性能的影响。结果表明:纤维均分系数随打团纤维根数的增大而减少;纤维打团效应的存在导致纤维临界体积掺加率有一定程度的增大,FRC的抗拉强度有不同程度的减小;FRC抗拉强度的损失与纤维临界体积掺加率均随纤维打团含量的增大而增大;考虑纤维打团效应的FRC拉伸强度计算值与试验值较为接近。