聚四氟乙烯复合材料力学性能研究与有限元分析

在万能材料试验机上对聚四氟乙烯(PTFE)复合材料进行不同温度及不同拉伸速率下的单轴拉伸性能测试,获得温度范围为253~333 K、拉伸速率范围为10~200 mm/min条件下的一系列拉伸应力–应变曲线,发现PTFE复合材料的拉伸性能对温度变化敏感,对拉伸速率变化不敏感。为了能定量描述PTFE复合材料的力学特性,同时也为有限元数值模拟提供材料模型,根据拉伸试验结果,建立了PTFE复合材料单轴拉伸本构模型,该本构模型以数学公式的形式较好地表达了PTFE复合材料应力–应变曲线随拉伸速率及温度的变化关系。最后,对PTFE复合材料板材进行了单向压缩实验,并利用ABAQUS软件,使用所建立的本构模型,对PTFE复合材料板材进行单向压缩的有限元分析,通过仿真结果与实际试验结果对比,验证了建立的本构模型的正确性,表明该本构模型具有一定的通用性。     

树脂基纤维增强复合材料高应变率下力学性能的研究进展

综述了国内外在树脂基纤维增强复合材料的动态力学性能测试的实验技术、高应变率下力学性能和动态本构模型方面所开展工作的研究进展,指出了研究中应注意的问题。     

风积沙的掺入对浮石轻骨料混凝土性能的影响

本文通过风积沙内掺替代部分河砂,分别掺入0％、10％、20％和30％质量的风积沙代替相同质量的河砂,配制风积沙浮石轻骨料混凝土.研究风积沙的掺入对混凝土立方体抗压强度与轴心抗压强度的影响,应用SEM从微观上观察内部的形貌变化特征,并通过轴心抗压应力-应变曲线与《轻骨料混凝土结构技术规程》的应力-应变关系曲线进行了对比,建立了风积沙浮石轻骨料混凝土的本构模型.结果表明:风积沙可以替代部分河砂作为混凝土的细骨料,且对抗压强度值的提升贡献较大,其替代率为20％～ 30％为宜;采用《轻骨料混凝土结构技术规程》中的应力-应变关系曲线的上升段与有理分式的下降段更能真实的反应浮石轻骨料混凝土的本构关系.     

基于正交试验的聚丙烯泡沫混凝土基本力学性能研究

通过正交试验,研究了聚丙烯泡沫混凝土(PPFC)的基本力学性能及应力-应变本构关系。研究表明：在试验变量范围内,增加聚丙烯纤维(PP)体积掺量(0.5%、1.0%和1.5%),PPFC试件立方体抗压、轴心抗压和劈裂抗拉强度均依次降低;增大PP长度(3、6和9 mm),PPFC试件立方体抗压、轴心抗压和劈裂抗拉强度均先增大后减小;PPFC试件立方体抗压强度随粉煤灰(FA)质量掺量(40%、45%和50%)增加先增大后减小,轴心抗压强度和劈裂抗拉强度随FA掺量增加均依次减小。基于直观分析法,可得正交试验最优配合比组合为A₁B₂C₂,即PP体积掺量为0.5%,PP长度为6 mm, FA质量掺量为45%。PPFC受压试件破坏形态均为压剪破坏,破坏裂缝主要为斜裂缝,并伴有竖向裂缝,破坏面一般为斜面破坏;劈裂受拉试件破坏形态均为劈裂破坏,破坏裂缝均为沿荷载施加方向的竖向裂缝。基于单因素变量法可得,增加PP体积掺量(0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%和0.6%),PPFC试件立方体抗压、轴心抗压和劈裂抗拉强度均先增...     

早期受冻损伤混凝土应力-应变试验研究

北方地区混凝土冬季施工过程,新浇筑混凝土容易因突然降温而遭受早期损伤.为研究早期受冻对混凝土单轴受压状态下力学性能的影响,通过对不同冻结温度(-5℃、-10℃)、不同起冻时刻(1.0 h、3.5 h、8.0 h、24.0 h)养护条件下的混凝土进行单轴受压试验,获得了应力-应变全曲线,拟合得到了适用于早期受冻混凝土的单...     

玄武岩复合材料筋增强ECC受拉性能及裂缝控制机理

工程水泥基复合材料(ECC)因其高韧性和多缝开裂特性成为研究热点,纤维复合材料(FRP)因具有抗拉强度高、密度小、耐腐蚀性好等优点而受到广泛关注。为研究玄武岩复合材料(BFRP)筋增强ECC(BFRP-ECC)的受拉性能以及筋材对基体的裂缝控制机理,考虑了基体类别和配筋率等因素,对ECC狗骨试件、BFRP-ECC和BFRP-砂浆薄板试件进行了单轴拉伸试验,同时借助数字图像相关法(DIC)技术获得了试件受拉过程中的全场应变和开裂状态,基于Richard的弹塑性应力应变公式提出了BFRP-ECC单轴受拉应力应变本构模型。结果表明：BFRP-ECC的极限拉应力随配筋率的增加而增大;ECC基体对复合材料的受拉性能增强效果优于砂浆基体,同时以ECC为基体的复合材料在裂缝间距和宽度控制上都明显优于以砂浆为基体的复合材料;BFRP筋能增加BFRP-ECC裂缝处的桥连应力,减小裂缝间距和宽度,增加裂缝数量。本文建立的BFRP-ECC单轴受拉应力应变本构模型与试验数据吻合良好,较好地反映了BFRP-ECC受拉应力应变关系。     

玻璃纤维针织物增强聚丙烯复合材料的拉伸性能

本文通过实验对由GF/PP复合纱制得的玻璃纤维针织物增强聚丙烯复合材料的拉伸性能进行了研究.拉伸应力-应变曲线研究表明,玻璃纤维针织物增强聚丙烯复合材料的拉伸应力-应变曲线与纯聚丙烯的形状相似,且玻璃纤维针织物的加入确实提高了纯聚丙烯的拉伸性能;对断裂面进行的研究表明,研究中的复合材料的纤维/基体界面结合情况良好.