CFRP加固初始受载钢筋砼梁弯曲性能的试验研究

在对一组采用CFRP进行抗弯加固的初始受载钢筋混凝土梁土梁试验的基础上。研究了这些梁的裂纹扩展。载荷-挠度曲线。纵向钢筋和碳纤维布的应变，破坏载荷和破坏特征。     

FRP梁结构的工程设计

本文提出了梁受到弯曲、剪切载荷时其挠度、应力应变以及局部和整体屈曲载荷、失效载荷的简单的设计公式.并用试验对其精确度和正确性进行了验证.     

钛合金‑芳纶纤维复合材料单搭接胶接接头渐进破坏分析

采用芳纶纤维复合材料与钛合金制备单搭接胶接连接实验件。利用万能实验机、DIC、应变采集系统等手段,对胶接接头的极限载荷、应变场、应变分布和破坏模式进行表征,分析了拉伸载荷下胶接接头的应变分布规律和复合材料层合板刚度折减规律,探究了异质材料单搭接胶接接头的破坏过程。结果表明,胶接接头破坏模式为搭接接头两端胶层界面破坏,中间部位复合材料层间破坏。接头破坏过程为渐进破坏,受载时复合材料端头产生较大的剪切应变,裂纹在此处萌生,并不断向钛合金端头扩展,扩展部位复合材料层合板刚度不断折减,直到搭接面积过小胶层突然发生界面破坏。     

不同半圆切深度对飞机复合材料长桁压缩性能作用

制作了不同深度的中央翼半圆切长桁端头试验件,通过对轴向压缩测试,测得了整个试验件的载荷-应变曲线。试验结果表明:随着试验载荷的增加,试验件发生非线性变形,半圆切深度对破坏载荷影响显著,半圆切位置从紧固件处往内(半圆切深度变浅)移动,破坏载荷明显增大;从紧固件处往外(半圆切深度变大)移动,破坏载荷减小。长桁蒙皮区域最大应变出现在肋缘条和蒙皮连接的第一排钉附近。     

玄武岩纤维布抗剪加固破损钢筋混凝土深梁的应变分析

为了研究玄武岩纤维(BF)布抗剪加固破损钢筋混凝土深梁的应变变化规律,对6根破损的钢筋混凝土深梁进行抗剪加固处理,对加固后的钢筋混凝土深梁进行二次加载试验。研究不同剪跨比、不同粘贴方式下钢筋混凝土深梁的破坏过程、破坏形态及玄武岩纤维布和混凝土的应变分布规律以及不同因素对应变分布的影响,为抗剪加固破损钢筋混凝土深梁的理论计算分析奠定基础。     

玄武岩FRP筋混凝土梁抗弯性能试验研究

通过6根玄武岩FRP筋混凝土梁与6根钢筋混凝土梁静力加载对比试验,研究不同纵筋配筋率的玄武岩FRP筋混凝土梁与钢筋混凝土梁的受力性能,分析其承载力变化过程、破坏形态、挠度变形与裂缝发展情况。试验结果表明,玄武岩FRP筋混凝土梁载荷–挠度曲线近似为直线,但仍然具有较好的延性;开裂载荷与极限载荷相比钢筋混凝土梁略低;裂缝宽度在2.5 mm以内,且分布对称均匀,裂缝间距略大于钢筋混凝土梁;玄武岩FRP筋混凝土梁产生的挠度较大,应提高玄武岩FRP筋与混凝土之间的粘结性能,最大限度发挥玄武岩FRP筋抗拉强度高的特点。     

水泥改性泥岩受压破坏的变形场演化规律研究

为了研究硅酸盐水泥改性泥岩的受压破坏过程,利用普通硅酸盐水泥对重塑泥岩试件进行改性处理,通过变形场测试系统观测了改性前后泥岩在单轴压缩过程中变形场的演化过程.研究结果表明:改性后重塑试件,载荷较小时,试件表面发生应力集中;载荷增加,局部变形区的面积增加,并且相邻的局部变形区相互合并形成应变局部化带;加载曲线上载荷接近峰值时,应变局部化带演变成宏观裂纹;随后,宏观裂纹扩展导致试样发生破坏;含水量为30％的泥岩,改性前发生剪胀破坏,以5％硅酸盐水泥改性后发生劈裂破坏.     

T800碳纤维复合材料多钉连接层压板钉载分布及有限元计算

通过对T800碳纤维预浸料复合材料层压板多钉连接试验件进行轴向拉伸测试,测得了整个试验件的载荷-位移曲线和每一个钉孔附近的应变-载荷曲线。试验结果表明,首末两排钉承担载荷最大,中间排钉载荷最小;试件的破坏都是发生在第一排钉附近;破坏模式主要为钉孔挤压和层压板拉伸破坏;建立了相应的有限元模型,模拟结果和试验结果的一致说明了有限元模型的合理性。     

编织复合材料的横向冲击力学行为研究

本文利用冲击加载实验装置对碳纤维编织复合材料梁的横向冲击损伤与断裂行为进行了实验研究,确定了不同冲击速度下冲击载荷响应、梁的动态位移变化以及梁的动态应变演化历史等动态力学行为,给出复合材料梁的冲击吸收能量及其Mises有效应力。同时,利用扫描电镜对编织复合材料的损伤断裂机理进行微观分析。     

基于数字图像相关方法的复合材料层间剪切性能研究

层间剪切强度是评价复合材料层合板层间力学性能的一项重要指标。首先,按照ASTM D 2344开展了复合材料层合板短梁剪切试验,研究了CCF300/5228复合材料层合板层间剪切性能。其次,基于数字图像相关方法得到了不同载荷作用下层间全场位移和应变分布。最后,利用ABAQUS建立了复合材料层合板有限元模型,分析了复合材料层合板层间位移及应变分布,并与数字图像相关计算结果进行了对比。研究表明,数字图像相关方法试验结果与有限元分析结果具有较好的一致性。数字图像相关方法能够实时监测层合板层间应变分布,进而预测层间剪切破坏位置,为复合材料层间剪切性能研究提供有效的全场应变监测手段。     

空气氧化法对CFRP力学性能的影响

讨论了炭纤维经瞬时高温空气氧化法表面处理后，炭纤维增强树脂基复合材料的力学性能。特别是层间剪切强度的变化情况。结果表明瞬时高温空气氧化法表面处理能提高ＣＦＲＰ的界面粘结强度，其ＩＬＳＳ随空气氧化温度提高而提高。虽然ＩＬＳＳ也能提高到９０ＭＰａ以上，但同时增加了复合材料的脆性炭纤维抗位强度也会严重下降。     

激光处理对CFRP与铝胶接性能的研究

碳纤维增强复合材料(CFRP)具有轻质高强的特点,被广泛应用于汽车、航空航天、建筑等领域。但CFRP表面惰性高,使得CFRP与其他异质材料复合时的胶接强度低,不能满足使用。采用激光(光纤激光器)对CFRP进行表面处理后,再与铝进行胶接测试。利用SEM、接触角测试和光学轮廓仪测试对不同脉宽的激光处理后的CFRP表面形貌、表面能、表面粗糙度进行研究。结果表明,随脉宽增加,处理后的CFRP表面树脂残留量减少,表面粗糙度增加,表面自由能也相应增加。对比激光处理与机械打磨两种方式与铝的胶接性能发现,激光处理的CFRP与铝的胶接强度比未处理提高了1.95倍,比打磨处理提高了1.02倍。对其胶接断面进行分析可知,激光处理试样的断裂模式主要为纤维撕裂破坏。     

热膨胀成型工艺应用于碳纤维复合材料

简要叙述了热膨胀成型工艺的原理、材料及影响因素，并应用该工艺研制了碳纤维复合材料制件。该工艺适用于多腔体复合材料制件的整体共固化成型。     

基于碳纤维材料力阻效应的传感器工程应用初探

碳纤维复合材料(CFRP)的力阻特性已经在实验和理论上获得了较多的探索与验证。将碳纤维与改进配方的基体制成新型的CFRP传感材料,并对其力阻特性进行测试,验证了CFRP作为传感器的可行性,这也是CFRP成为集成承载特性和传感特性的智能材料所必备的条件。然而在实际工程中,承载材料的受力情况远比拉伸试验复杂,因此设计了一项实验,将CFRP传感材料布置于梁内的受拉区,最大限度地模拟受力筋的实际受力情况,测试了CFRP传感材料在实际工程的复杂受力情况下,对荷载、裂缝等结构状态信息的反馈情况。实验结果表明,CFRP传感材料能够较为直观地反映以上结构信息。     

CFRP-PCPs复合筋混凝土梁受弯性能试验及理论方法研究

通过对7根混凝土试件梁的抗弯性能试验,研究了普通钢筋、普通预应力CFRP筋以及不同CFRP张拉等级的CFRP-PCPs复合筋分别对混凝土梁的承载能力、挠度变形和裂缝形态的影响。研究结果表明:在正常使用阶段下,CFRP-PCPs复合筋混凝土梁的裂缝、挠度满足结构安全使用要求;CFRP-PCPs复合筋混凝土梁能有效克服普通预应力CFRP筋混凝土梁的裂缝宽、挠度大的缺点;CFRP-PCPs复合筋能有效延缓传统预应力CFRP筋混凝土梁裂缝的开展,改善试件梁延性,提高试件梁强度和提高整体刚度。基于试验结果,推出了CFRP-PCPs复合筋混凝土梁受弯承载力、裂缝宽度和挠度的计算公式。结果表明计算值与试验结果能够较好吻合。     

CFRP制孔技术的研究现状与发展趋势

由于碳纤维复合材料(CFRP)具有较高的比模量和强度,CFRP在科学和工业领域引起了足够的重视,并在航空航天领域中得到了广泛的应用。孔加工在航空制造业中占有极其重要的地位,然而由于CFRP的各向异性,使其制孔质量难以控制。介绍了CFRP制孔过程中几种典型的制孔缺陷,指出了缺陷产生的原因及抑制方法;详细阐述了CFRP制孔技术的最新进展,包括制孔刀具、钻削运动方式和特种加工制孔方式三个方面;综述了CFRP制孔技术的发展趋势。     

碳纤维加固梁中碳纤维受力计算与相关系数的分析

根据弹性理论和部分组合截面假定,分析碳纤维加固混凝土梁体系,建立微元体粘结界面剪力表达式和碳纤维轴向拉力微分方程,从而推导出碳纤维拉力和粘结界面剪应力解析解的一般形式,提出并探讨碳纤维加固作用系数Kf和端部应力集中系数k,说明碳纤维加固机理及端部应力集中现象与影响因素.结合算例指出,碳纤维轴向拉力和粘结界面剪应力分布不均匀,在端部区段应力集中,应采取措施加强锚固.     

碳纤维复合材料管材热缩成型工艺技术

研究了一种新型的CFRP（碳纤维复合材料管）成型工艺方法。该工艺采用预浸料铺层、热压罐固化工艺，通过对热缩材料的性能研究，发现可将其作为CFRP管成型的表面辅助均压材料。制品具有厚度均匀，表面光滑平整的优点，满足结构使用要求。     

CFRP旋刨刀具钻孔的可行性实验研究

CFRP是典型的难加工材料,特别是钻削直径d≥8 mm的孔。探究性设计了一种新型钻削CFRP的旋刨刀具,基于对旋刨刀刀具、麻花钻、套料钻进行的钻削实验,在不同的主轴转速和进给速度下,得到三种刀具轴向力的大小,然后利用MATLAB分别拟合出三种刀具的经验公式,并分析对比不同的转速和进给速度下轴向力对三种刀具的影响。结果表明旋刨刀刀具对CFRP制孔效果更优。