用Weibull评价表面处理对玻璃纤维强度影响

破璃纤维拉伸强度的分散性与其表面随机分布缺陷的大小和数量有关。通过对纤维表面处理对其强度分散性的影响进行研究，采用Weibull统计理论对3种不同处理别处理的玻璃纤维的拉伸强度分散性进行评价。分析得出，经过表面处理的纤维强度要比未经表面处理的纤维强度高，而且分散性也比后者减小许多。     

泡沫水泥强度的统计规律分析

为探索泡沫水泥强度分布规律以及离散性,采用χ2拟合检验法验证泡沫水泥强度是否具有正态分布或Weibull分布,阐述了容重在200 kg/m3以下的两个不同厂家的泡沫水泥抗压强度统计规律,并就泡沫水泥抗压强度的离散性进行了分析。结果表明:采用Weibull分布表征泡沫水泥强度分布比正态分布更恰当;当采用算术平均值对泡沫水泥抗压强度进行表征时,最小样本数为6;泡沫水泥抗压强度变异系数约为0.15、模数m约为7.6;采用变形系数与Weibull模量之间的关系近似估计Weibull统计的模数m时,理论计算值与实验结果的相对误差在1%以下。     

几种纤维强度的概率分布分析

对羊毛、羊绒(白、紫)纤维的强度进行了测试和统计分布拟合，并与涤纶、芳纶短纤维的强度分布进行对比。分析发现涤纶、芳纶的强度严格符合二参数的Weibull分布，而羊毛、羊绒的强度则符合三参数的Weibull分布。紫羊绒的强度可以用三参数的Weibull分布来表示，也可以用正态分布来表示。     

化纤复丝强度与纤维根数的关系

以单纤维强度服从Weibull分布,纤维束强度服从正态分布为理论基础,测定分析了纤维束的平均强度与纤维根数的关系.实验得出:复丝内纤维根数增加,复丝的平均强度下降.但当纤维根数增加到一定程度时,由于纤维间的相互作用增大,复丝强度又有所提高.     

化纤复丝强度与纤维根数的关系

以单纤维强度服从Weibull分布，纤维束强度服从正态分布为理论基础，测定分析了纤维束的平均强度与纤维根数的关系。实验得出：复丝内纤维根数增加，复丝的平均强度下降。但当纤维根数增加到一定程度时，由于纤维间的相互作用增大，复丝强度又有所提高。     

玻璃动疲劳性能研究

本文通过四荷载V氏压痕玻璃方板,在空气中利用四种加载速率的同轴双环弯曲动疲劳试验,发现玻璃强度与加载速率成正比例关系,并得出结论:高强度区的破坏是由尖裂纹萌生造成的;低强度区的破坏是由亚临界裂纹扩展所致。根据试验结果,利用自编的多项式曲线拟合程序,求得破坏荷载及破坏时间的Weibull分布模数m。利用动疲劳强度与加载速率的关系,求得裂纹扩展参数n,并评价了玻璃使用的可靠性问题。     

弯曲荷载下玄武岩纤维混凝土疲劳寿命与韧性分析

为研究弯曲荷载下的玄武岩纤维混凝土(basalt fiber reinforced concrete, BFRC)的疲劳寿命方程和疲劳韧性,以不同玄武岩纤维体积百分比掺量(0,0.1%,0.2%,0.3%,0.4%)设计5组棱柱体混凝土小梁,对该批混凝土小梁试件进行不同应力水平下(0.6,0.7和0.8)的三点弯曲加载疲劳试验。结果表明,不同掺量的玄武岩纤维混凝土弯曲疲劳寿命均服从两参数威布尔分布。同一应力水平下,玄武岩纤维混凝土的弯曲疲劳寿命远高于素混凝土的,其弯曲疲劳寿命随玄武岩纤维掺量增加逐渐提高。通过威布尔分布的参数分析,得到不同可靠性概率要求的玄武岩纤维混凝土双对数弯曲疲劳寿命方程。随着混凝土试件可靠性概率要求的提高,其相应的疲劳寿命方程曲线逐渐向左侧偏移,表示其疲劳寿命在减小。从荷载做功的原理对玄武岩纤维混凝土的疲劳韧性进行分析,结果表明,玄武岩纤维提高了混凝土的疲劳韧性,纤维掺量越高,其相对疲劳韧性越大。     

玄武岩纤维沥青混合料的冻融损伤演化规律

为研究寒区玄武岩纤维改性沥青路面的抗冻融性能,本文借助可靠度和损伤理论,建立了玄武岩纤维沥青混合料冻融损伤演化的三维模型,并讨论了参数的实际意义。根据冻融循环下的混合料劈裂强度和劲度模量试验结果,建立各自的损伤演化模型,采用增强因子k来评价掺加玄武岩纤维对沥青混合料抗冻融性能的增强效果。结果表明:掺加玄武岩纤维后,沥青混合料的劈裂强度和劲度模量对冻融损伤的抵抗能力均有所提高;玄武岩纤维沥青混合料受到均匀的冻融损伤;劈裂强度受冻融循环的影响更为显著,可用于预估冻融损伤残余寿命。     

玄武岩纤维增强水泥砂浆力学性能试验研究

为研究玄武岩纤维在水泥基材料中的增强效果,通过控制玄武岩纤维的掺量并引入其它种类的纤维设计了玄武岩纤维增强水泥砂浆、浸胶玄武岩纤维与合成纤维混杂纤维增强水泥砂浆、浸胶玄武岩纤维与单丝玄武岩短切纱混杂纤维增强水泥砂浆等3组水泥砂浆试件。根据抗压及抗折强度指标研究了玄武岩纤维及其它纤维混杂对水泥基体材料的增强作用。结果表明,纤维的摻入,尤其是浸胶玄武岩纤维的掺入能够有效地提高水泥基体的强度,其抗压及抗折强度提高率分别为19.2%和35.6%。该试验可为推广运用玄武岩纤维提供一定的理论依据和试验参考。     

玄武岩纤维成型区粘性流动过程的数值模拟

玄武岩纤维的成型过程是制备玄武岩纤维的关键，研究其流动、传势规律及参数变化对提高玄武岩纤维质量，减少断丝，增加纤维强度具有重要意义。通过建立成型过程中流动和传热的数学模型，在合理简化后进行数值模拟，得出了玄武岩纤维丝根处的温度、速度、粘度的分布以及丝根的几何形状。计算结果显示：丝根呈圆锥形，距离漏嘴2.5mm左右处为上丝根和中丝根的分界点；上丝根丝根的半径变化率大于中丝根的半径变化率；丝根的几何尺寸与漏嘴直径及最终纤维直径有关；中丝根区的速度、温度、粘度的变化率最大，是纤维成型的主要区域；纤维的固化点取决于纤维与周围环境的换热条件。     

Evaluation of statistical strength of bamboo fiber and mechanical properties of fiber reinforced green composites

Green composites made from bamboo fibers and biodegradable resins were fabricated with press molding.On the basis of the Weibull distribution and the weakest-link theory,the statistical strength and distribution of bamboo fiber were analyzed,and the tensile strength of green composites was also investigated.The result confirms that the tensile statistical strength of fiber fits well with two-parameter Weibull distribution.In addition,the tensile strength of bamboo fiber reinforced composites is about 330 MP...     

SIZE EFFECTS OF WINDOW GLASSES IN TALL BUILDINGS

A certain strength is required for thewindow glasses in tall buildings due to the high windpressure.The strength for large size glasses is gener-ally deduced from the testing results of specimens withsamll sizes by the Weibull statistics theory.By a greatdeal of experiments the authors have studied the thick-ness,span and width effects of flat glasses of onbending strength under biaxial stresses.Compared withthe Weibull theory,the accuracy of strength is deter-mined and a modification is made for the volume ef-fect proposed by Weibull.The size effect of Weibullmodulus is investigated as well and the reasonable spec-ification for flat glass strength is suggested.     

Rheological behavior of basalt fiber reinforced asphalt mastic

The characters of basalt fiber are analyzed and compared with commonly used fibers. The rheological behaviors of the basalt fiber reinforced asphalt mastic are investigated by the dynamic shear rheological tests and the repeated creep tests. The results show that basalt fiber has excellent reinforced performances, such as high asphalt absorption ratio, low water absorption ratio, high tensile strength, high elastic modulus and high temperature stability. The rutting factor of the fiber reinforced asphalt mastic is higher than the plain asphalt mastic and the reinforced effects are more remarkable under high temperature. The rheological performances of the asphalt mastic demonstrate a good linear relationship between different temperature and loading frequency. The creep stiffness modulus of the asphalt mastic at different loading time can be expressed by power function. Improved Burgers model is used to represent the rheological behaviors of the asphalt mastic with basalt fiber and the model parameters are estimated.     

添加不同纤维的高性能混凝土力学性能试验

通过试验研究了弹性模量具有明显差异的3种纤维对于混凝土的力学性能改善所起的作用,以及钢纤维、碳纤维和聚丙烯纤维单掺或复掺对于混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量的影响。结果表明：添加0．5％高弹性模量的钢纤维对于混凝土的强度和弹性模量均有提高作用,复掺0．3％钢纤维和0．2％碳纤维的混凝土抗拉强度的提高大于抗压强度;添加0．5％钢纤维的混凝土HPC-2的弹性模量最大,比基准混凝土提高6．5％;添加0．2％聚丙烯纤维的混凝土HPC-3的弹性模量最小,且小于基准混凝土;此外,混凝土抗压强度的影响程度与纤维的弹性模量的关系更为直接,混凝土劈裂抗拉强度的改善与纤维的抗拉强度的关系更为直接,纤维的弹性模量与基体弹性模量的比值,对复合材料的弹性模量有直接的影响。     

玄武岩纤维贫混凝土力学性能研究

从贫混凝土基层的复合式路面的使用状况来看,反射裂缝的问题比较突出.玄武岩纤维贫混凝土是一种能有效减弱或者避免贫混凝土产生反射裂缝的新型混合料.通过一系列室内试验,对玄武岩纤维贫混凝土的抗压强度、抗弯拉强度、抗冲击能力以及静力抗压弹性模量等力学性能进行了系统研究.得出玄武岩纤维最佳掺量为混合料总质量的2.0‰,最佳掺量范围为3～6 kg/m3.掺入玄武岩纤维后,能大幅提高贫混凝土的早期抗压、抗弯拉强度,且28 d龄期的纤维贫混凝抗压强度和抗弯拉强度也较一般贫混凝土提高了20%以上;可使贫混凝土具有良好的抗冲击性能,较普通贫混凝土提高了近1/3倍;可提高贫混凝土材料的静力抗压弹性模量,但提升幅度不大.     

硅烷偶联剂处理对玄武岩单丝拉伸性能的影响

用硅烷偶联剂KH-550对不同品种的玄武岩纤维进行表面改性处理,采用单丝拉伸试验,结合扫描电镜和SPSS统计分析的方法,研究了硅烷偶联剂处理对玄武岩单丝拉伸性能的影响.结果表明:表面处理前后,玄武岩纤维品种2和3的拉伸强度和断裂伸长率均没有显著变化;玄武岩纤维品种1的拉伸强度和断裂伸长率明显增大,其拉伸强度提高32.8%,断裂伸长率增大31.79%.这证明用硅烷偶联剂KH-550对玄武岩纤维进行表面改性处理,可以达到表面处理的目的且不损伤玄武岩单丝的拉伸性能,一定程度上可以弥补玄武岩纤维生产工艺的不足.     

Mechanical Properties of Phenolic-Resin Composites Reinforced with CF/BF Interlayer Hybrid Fibers

Phenolic-resin composites reinforced with carbon fiber (CF) and basalt fiber (BF) interlayer hybrid fibers plain fabric were fabricated. The tensile strength, compressive strength and interlaminar shear strength of the prepared composites were studied. The results indicated that hybrid fibers reinforced composites possessed the advantages of both CF and BF. When resin content was 35% by volume fraction, the comprehensive mechanical performance of BF/CF reinforced phenolic resin composites reached the optimal values with the warp and weft direction tensile strength, compressive strength and interlayer shear strength being 252 MPa and 487 MPa, 105 MPa and 129 MPa, 21 MPa and 20 MPa, respectively. The scanning electron microscope (SEM) observations showed that the BF/CF hybrid fibers reinforced composites had better interfacial adhesion.     

反分析法确定钢纤维水泥砂浆的拉伸残余强度

根据三点弯曲缺口梁的荷载与裂缝张开位移曲线,用反分析法确定了钢纤维水泥砂浆的拉伸残余强度。试验制作了5种不同体积含量的钢纤维水泥砂浆试件。采用虚拟裂缝模型用有限元法数值模拟了三点弯曲缺口梁的荷载与裂缝张开位移,用反分析法确定了钢纤维水泥砂浆的弹性模量和拉伸残余强度。研究结果表明,数值模拟得到的钢纤维水泥砂浆弹性模量以及三点弯曲缺口梁荷载与裂缝张开位移曲线均与试验结果吻合较好,且在常用的钢纤维含量范围内,钢纤维水泥砂浆的残余强度与钢纤维含量基本上成正比。     

黄麻纤维/环氧树脂复合材料的力学性能

探讨了黄麻/环氧树脂复合材料板的制作方法,并对不同质量分数与长度的黄麻纤维增强的板材进行了拉伸及弯曲性能测试,采用扫描电镜观察了拉伸断面的微观形貌.讨论了纤维质量分数与长度对复合材料拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度和弯曲模量的影响.实验结果表明,加入黄麻纤维有利于提升环氧树脂的拉伸和弯曲,纤维质量分数与长度对复合材料力学性...