基于FBG传感器的CF/GF混杂复合材料界面变形研究

利用FBG传感器对采用真空导入模塑工艺制作的CF/GF(Carbon Fiber/Glass Fiber)混杂复合材料在固化成型过程中以及成型后的界面性能进行了检测,此外,为了对比研究混杂复合材料的性能,还检测了CF/CF层和GF/GF层在成型和成型后的应变变化。结果显示:GF/GF、GF/CF和CF/CF复合材料的应变与温度之间存在良好的线性关系,且热膨胀系数的大小顺序为GF/GF层>GF/CF层>CF/CF层;FBG传感器监测CF/GF混杂复合材料热膨胀系数的转折温度与基体树脂的T_g值(79.09℃)相吻合;CF/GF混杂复合材料在20~120℃范围内升温、降温过程中未发生界面破坏。

TLCP/GF/PP复合材料中纤维的主承载与微纤的作用

本文对热致液晶聚合物(TLCP)/玻璃纤维(GF)/聚丙烯(PP)原位混杂复合材料的形态结构、破坏过程、力学性能进行了研究.显微镜的观察结果表明, TLCP的加入使得加工过程中玻纤的破断减弱. TLCP/GF/PP原位混杂复合材料中GF的平均长度是GF/PP复合材料的2.36倍,这使其主承载作用更显著.使用带拉伸实验台的扫描电镜观察到了TLCP微纤或微球对微裂纹扩展的阻滞及延缓作用. TLCP/GF/PP(5/15/85)样品拉伸强度及断裂伸长率分别比GF/PP(15/85)样品提高了22.6％和321％.PP-g-MAH的加入使得原位混杂复合材料的拉伸强度进一步得到提高.

CF/UHMWPEF混杂复合材料的力学性能研究

本文对不同铺层方式的碳纤维(CF)和高强聚乙烯纤维(UHMWPEF)混杂复合材料的力学性能进行测试,同时对UHMWPEF表面处理前后的混杂复合材料性能进行了比较。实验结果表明,经表面处理的UHMWPEF与碳纤维以(CF)0/(CF)0/(UHMWPEF)/(CF)0/(CF)0方式进行层间混杂时,其复合材料的力学性能较好。

UHMWPE/CF混编三维编织复合材料的弯曲性能

为获得最佳的混编排列方式,基于三维四向编织结构,以碳纤维(CF)和超高分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维为增强体,以环氧树脂(EP)为基体,采用真空导入工艺设计制备了三维编织UHMWPE/CF/EP复合材料,并研究了不同混编排列方式预制件复合材料的弯曲性能。结果发现:韧性UHMWPE纤维的加入改变了非混杂碳纤维三维编织树脂基复合材料的弯曲破坏模式,破坏模式呈现为塑性破坏特征;基于CF和UHMWPE纤维数量之比为1∶1的情况下,采用逐块排列混编方式的复合材料的弯曲性能最佳,较之逐束排列混编方式的复合材料提高24.28%。

混杂纤维复合材料及其在混凝土梁柱加固中的应用研究

首先简要综述混杂纤维复合材料的特点 ,然后介绍开展的层间混杂玻璃纤维布和碳纤维布加固混凝土梁、柱的试验研究情况。说明相对碳纤维布加固方法 ,混杂纤维布加固法既能在保证承载力的前提下提高构件的延性 ,又能显著降低加固成本。

不同混合连接的冷弯薄壁型钢组合墙抗震性能试验研究

为了解决锁铆连接冷弯薄壁型钢组合墙抗震性能一般的问题,对5片足尺组合墙进行低周往复加载试验,其中包括1片锁铆连接墙、2片局部用自攻螺钉替换锁铆的混合连接墙(连续替换和间隔替换)及2片局部增加自攻螺钉的混合连接墙(连续增加和间隔增加).探明4种不同混合连接方式对组合墙抗震性能的影响,获得各类组合墙的承载力、延性、耗能等抗震性能指标及其破坏模式,提出一种抗震性能较优的混合连接方式.研究结果表明:混合连接组合墙的破坏模式主要表现为面板屈曲、铆钉及螺钉头拔出面板;局部用自攻螺钉替换锁铆的混合连接方式对组合墙的抗震性能改善不明显;局部增加自攻螺钉的混合连接方式能够显著提升组合墙的抗剪承载力、刚度、极限位移、累积耗能等方面的性能,其中局部连续增加自攻螺钉的混合连接方式对组合墙的屈服位移提升较明显;组合墙在设计与应用时,宜优先选择局部连续增加自攻螺钉的混合连接方式.

碳玻混杂纤维复合材料力学和树脂浸润研究

通过设计不同混杂比的碳玻混杂纤维复合材料,分析研究了不同混杂比对复合材料拉伸、压缩、剪切和弯曲性能的影响,除强度混杂效应外,总的来说性能随着碳纤维比例的增大而增加。不同混杂比的复合材料老化28 d后,0°方向拉伸强度和90°方向拉伸模量变化较小,0°方向拉伸模量增加50%,90°方向拉伸强度降低26%,剪切强度降低28%。此外,树脂浸润性研究表明,质量分数为30%的碳玻混杂纤维在0°和90°方向上树脂灌注速度比玻璃纤维分别降低13%和22%。

碳纤维/玻璃纤维混杂拉挤板的力学性能研究

混杂复合材料可以改善复合材料的某些性能,提高其性价比,在工业领域中得到了广泛应用。本文使用碳纤维、玻璃纤维和环氧树脂,进行了五种不同碳纤维相对体积比夹芯型混杂拉挤板的设计和试制。针对完成的混杂拉挤板,对其拉伸性能、压缩性能和弯曲性能进行了实验,并对实测数据与混合定律计算数据进行了比较和分析。实验表明:本文研究的碳纤维/玻璃纤维(碳/玻)混杂拉挤板,其拉伸强度和压缩强度均呈负的混杂效应,拉伸模量和压缩模量都符合混合定律;弯曲强度呈负的混杂效应,而弯曲模量则呈正的混杂效应。

高性能碳-玻璃纤维布加固混凝土梁的非线性响应

针对高性能碳-玻璃-环氧树脂(CF-GF-EP)混杂纤维布加固钢筋混凝土(RC)梁,研究了一种三维非线性混杂组合单元,并推导了统一单元模式,对RC梁的刚度退化、应力重分布等进行了分析。首先根据实体退化单元理论,研究了组合单元模拟RC梁,并利用选择积分技术推求了高性能CF-GF-EP纤维布单元对混杂组合单元刚度矩阵的贡献。运用Jiang屈服准则、Hinton压碎准则和Madrid强化准则等描述混凝土材料非线性,研制了相应的三维非线性分析程序。与试验资料对比分析可知,计算结果与试验数据吻合良好,表明本文构造的非线性单元模式的正确性和研制程序的可靠性,推导的混杂组合单元能准确用于混杂CF-GF-EP纤维布加固RC梁的非线性响应分析。加载初期高性能CF-GF-EP纤维布加固梁未有明显的刚度折减,其后达到屈服荷载和极限荷载时,加固梁刚度折减系数分别约为0.6和0.9。在开裂荷载前,高性能CF-GF-EP纤维布应力发展较为平缓且应力重分布系数变化较小,其后应力重分布系数逐渐增大直至结构失效。