预应力CFRP/GFRP混杂纤维布加固混凝土梁的预应力损失试验研究

层内混杂CFRP/GFRP纤维布是一种用土木工程加固的新材料。CFRP具有高强度、高弹性模量的特点,但延性较差,GFRP相对于CFRP可起到互补作用。预应力CFRP/GFRP混杂纤维布加固混凝土梁,纤维布施加预应力后出现应力松弛,产生预应力损失。试验表明,在纤维布张拉结束后的3h内预应力损失较为明显,其后预应力损失变化缓慢而逐渐趋于平稳。张拉结束约9h后,预应力损失基本不再继续增大,最终的预应力损失占到张拉预应力约22%,损失程度在正常范围之内;张拉结束后3h的预应力损失占到总共预应力损失约87%,预应力损失主要在张拉结束后的3h内完成。

CFRP/GFRP混杂纤维锚杆作用机理及设计理论探讨

CFRP/GFRP混杂锚杆是旨在利用CFRP良好强度特性和GFRP经济性的一种组合锚杆,如何确定合适的配合比例是混杂纤维锚杆设计的一个重要内容。今根据混杂锚杆的受力性能和锚杆的极限平衡状态得出了不同的承载力理论计算表达式,并与锚杆的受力破坏实验结果进行了比较分析,进而提出了以临界混杂比分阶段计算锚杆承载力的方法。同时,借助BURGERS模型,从理论上分析了碳纤维含量对锚杆蠕变性能的影响。理论分析结果表明：在拉伸强度计算时不能忽略基体的影响;碳纤维的加入能明显提高GFRP锚杆的强度以及改善其蠕变性能,并且可提高锚杆材料的强度利用率;当CFRP含量在0.08~0.30之间时,CFRP/GFRP混杂纤维锚杆具有良好的强度特性和蠕变特性。

GFRP筋混杂纤维混凝土隧道管片力学性能研究

为研究GFRP筋混杂纤维混凝土隧道管片的力学性能,进行了三个不同GFRP筋配筋率的钢-聚丙烯纤维混凝土管片静力受弯试验,获得了试件的破坏形态、承载力及裂缝扩展模式。考虑GFRP筋与混杂纤维混凝土的界面黏结,采用ABAQUS建立了GFRP筋混杂纤维混凝土管片的有限元模型,分析了不同混杂纤维掺量和配筋率对管片受弯承载力的影响。研究结果表明:GFRP筋混杂纤维混凝土管片的破坏主要是由跨中主裂缝贯穿和GFRP筋材断裂导致;在纤维体积掺量不变的情况下,提高纵向受拉GFRP筋的配筋率,可以有效提高管片的受弯承载力;在数值计算中,考虑GFRP筋与混杂纤维混凝土的界面黏结滑移的有限元模型能更准确地模拟试件的开裂荷载、极限荷载和弯曲刚度;在承载力不变的情况下,增加混杂纤维的体积分数能有效减少管片的配筋率,并且提高管片的抗变形能力;通过回归分析,提出了纤维掺量与配筋率关系的计算式,理论计算结果与数值结果符合较好。

预应力CFRP/GFRP纤维加固梁的延性性能研究

碳纤维具有高强度、高弹性模量和延性较差的特点,玻璃纤维相对于碳纤维可起到互补作用,采用预应力碳纤维/玻璃纤维(CFRP/GFRP)加固混凝土梁是一项新的加固技术。基于分层单元理论,建立了加固混凝土梁的计算模型,分析了加固后混凝土梁在荷载作用下三分点加载全过程数据,对比分析了加固梁的屈服荷载、极限荷载、变形和延性性能开展情况,研究了不同混杂纤维配比等对加固梁延性性能的影响。结果表明,将CFRP与GFRP混杂后能充分发挥各自的优势,且能提高预应力纤维加固梁的特征荷载。

CFRP/GFRP复合纤维在混凝土结构加固中的应用

本文介绍了笔者采用 CFRP/ GFRP复合纤维成功加固某商住楼混凝土框架柱的实例 ,经过分析比较 ,采用 CFRP/ GFRP复合纤维加固的方法 ,能很好地克服仅采用 CFRP加固价格昂贵和仅采用 GFRP加固承载力提高不显著的缺点 。

CFRP/GFRP混杂加固混凝土梁胶层界面应力有限元分析

建立了CFRP/GFRP混杂纤维布加固混凝土梁有限元模型,采用数值方法研究了不同HFRP弹性模量、不同胶层厚度、不同胶层弹性模量下胶层的剪应力、正应力和混凝土梁底面的第一主应力变化情况。通过对比分析,研究这些参数对CFPR/GFRP混杂纤维布加固工程结构界面粘结力学性能的影响,揭示了胶层剪应力、正应力和界面混凝土第一主应力对纤维布剥离破坏的影响。

混杂纤维加固混凝土梁抗弯性能试验研究

考虑纤维加固量、加固位置以及加载方式等影响因素,设计制作了10根纤维材料加固梁,研究混杂纤维(HFRP)加固混凝土梁的抗弯性能和加固效益.结果表明:HFRP加固梁不仅能提高碳纤维(CFRP)的强度利用率,而且能较好地发挥玻璃纤维(GFRP)的延伸率,从而同时提高加固梁的抗弯承载力和延性;采用侧面加固方法与底面加固方法补强效果相差不大,但前者抑制裂缝产生与发展的效果却比较明显;持载作用下加固梁比直接加载作用下加固梁的补强作用大.上述结论对实际工程加固具有明显的指导意义.

GFRP/CFRP混合材料的延性分析

为克服一种FRP加固时的缺陷,并提高加固性能,降低加固费用,从FRP加固的破坏机理入手,用数学方法,并借助于数学工具和编程对碳纤维增强塑料(CFRP)与玻璃纤维增强塑料(GFRP)两种应力—应变线性材料在不同比例、不同概率分布等情况下混合后的延性进行了分析,从而克服了单一FRP材料在加固中的弊端,并得出影响CFRP与GFRP混合材料延性的因素.其中,纤维强度,单丝极限应变分布概率,以及两种材料的峰值应力差和其对应应变差值对混合后材料的应力—应变全曲线形状影响较大.

混杂纤维复合材料的发展动向

复合材料按基体可分为聚合物基复合材料,金属基复合材料,陶瓷基复合材料等,应用最广的是纤维增强塑料(FRP),且以玻璃纤维增强塑料(GFRP)历史最久、用途最广、产量最大。但是,玻璃纤维的弹性模量低,因而GFRP的比刚性小,难以满足一些高性能应用领域的需要,于是开发了硼纤维(BF),碳纤维(CF),芳香族聚酰胺(AF)等高性能纤维增强的先进复合材料(ACM)。ACM虽然在高模量,耐腐蚀、耐高温等方面各有特色,但价格昂贵,应用受到限制,日前主要应用在军工、航空、航天等高技术领域。无论是通用的GFRP,还是高性能的CFRP或AFRP,都有其长处和不足,如碳纤维也有断裂伸长率低、

树脂基纤维复合材料在新能源汽车上的应用

树脂基纤维复合材料具有密度小、模量高、比强度高等优点,是优异的车用轻量化材料。为更好地探寻新能源汽车零部件的用材趋势,文章对树脂基纤维复合材料在国内外新能源汽车上的应用进行了详细的分析。研究发现,碳纤维增强复合材料虽然成本高,但由于优异的性能,仍在部分高端车型上大量使用,用以提升品牌影响力;玻纤增强复合材料,成本较低,是理想的轻量化材料,近几年在新能源汽车上大量应用;天然纤维增强复合材料的应用主要是为了提升低碳、环保的形象;玄武岩纤维增强复合材料目前还未形成完整的产业链,但未来有广阔的发展空间。文章的分析为新能源汽车零部件的选材提供了依据和指引方向。

GFRP筋-钢筋混杂配筋柱偏心受压裂缝形式试验研究

通过7根GFRP筋-钢筋混杂配筋混凝土柱的偏心受压试验,研究混杂柱的破坏特征和裂缝.试验结果表明,受压区混凝土被压碎是混杂配筋柱破坏形式.混杂配筋柱裂缝在试验过程中首先出现在受拉区,然后发生在侧向和压缩侧,最后受压面破裂.混杂配筋柱裂缝宽度与配筋面积比成正比,与偏心距成反比,与混凝土保护层厚度成正比,与混凝土强度成反比,混杂配筋柱开裂荷载与配筋面积比,混凝土保护层厚度和混凝土强度三者皆成正比.提出了混杂配筋柱裂缝计算方法,基于等模量换算法得到平均裂缝间距和裂缝宽度计算公式,计算值与试验值比值的均值为0.977,吻合度较好.可为GFRP筋-钢筋混杂配筋柱的实际工程应用提供参考.

德国Volkswagen公司碳纤维增强L1混杂汽车亮相国际车展会

2009年9月14日，位于德国沃尔夫斯堡的Volkswagen公司在德国法兰克福国际汽车展览会上，展出一种充分混杂的小汽车L1，质量仅有380kg，且以碳纤维增强的CFRP车身为其特色。

纤维增强复合材料在体育器材上的应用

介绍纤维增强复合材料在体育器材领域的应用。主要从纤维增强复合材料应用在体育器材方面的优势,以及选材原则、产品品种、应用实例及现状等方面进行了阐述。

C/GFRP加固混凝土梁受弯性能试验研究

通过三根采用不同纤维 (CFRP、C/GFRP和GFRP)正截面加固的混凝土梁和一根对比梁的受弯破坏实验 ,对比研究了C/GFRP层间混杂形式纤维加固梁的受力特点、破坏形态、合理加固方式、梁体应变情况、承载能力、刚度和变形能力 ,试验结果表明 :采用C/GFRP层间混杂形式纤维加固梁在受弯承载力显著提高的前提下表现出了较好的延性 ,这种加固技术切实可行 。

CFRP/GFRP层间混杂纤维复合材料单向拉伸试验研究

通过单轴拉伸试验研究了CFRP/GFRP(碳纤维增强纤维复合材料/玻璃纤维增强复合材料)层间混杂纤维复合材料的拉伸力学性能,根据极限拉伸强度、弹性模量、断裂伸长率及破坏模式的试验结果分析了CFRP/GFRP的层间合理匹配形式。

足尺寸GFRP筋HFRC柱的轴压性能与理论研究

为了研究玻璃纤维增强聚合物(glass fiber reinforced polymer,GFRP)筋混杂纤维混凝土(hybrid fiber reinforced concrete,HFRC)柱的轴压性能,进行了5个GFRP筋HFRC柱和1个未配筋HFRC柱的轴压试验,分析了GFRP箍筋间距和纵筋配筋率对GFRP筋HFRC柱轴压性能的影响规律.结果表明:提高GFRP纵筋配筋率可以提高试件的承载力,箍筋间距小的试件的延性明显高于箍筋间距大的试件.根据试验数据回归出了GFRP筋HFRC柱峰值应力、峰值应变以及承载力的计算公式.

CFRP密封材料的研究

一、引言碳纤维(Carbon Fiber以下简称CF)这一新型工业材料的诞生,给复合材料的发展起了很大的推动作用.仅就碳纤维增强聚四氟乙烯(以下简称CFRP)用作密封材料而言,已为世界各国所瞩目.这种CFRP材料所具有优良的化学和物理性能,在使用棉、麻、石棉、玻璃纤维等传统填料而达不到使用要求的条件下,也能取得十分良好的效果.例如用CFRP密封材料作成的无油压缩机、泵机密封环、活塞环、导向环等都具有较长的使用寿命,具有不伤轴、阻力小(摩擦系数小)、热变形小、导热系数大(即散热性好)等特点,维修少,

配置纤维增强筋的钢-UHPC组合桥面板抗弯性能试验研究

为提升钢-UHPC组合桥面板的结构性能,考虑采用纤维增强筋替代UHPC中的钢筋。为研究配置纤维增强筋的钢-UHPC组合桥面板的弯曲抗裂性能,寻求合理的纤维增强筋,设计、制作4组钢-UHPC组合桥面板试件(抗裂筋分别采用钢筋、CFRP筋、GFRP筋和BFRP筋,每组2个),开展弯曲试验,以钢筋试件为参照,对比3类纤维增强筋试件的挠度、应变和裂缝发展规律。结果表明:各类试件的荷载~挠度曲线、荷载~应变曲线和荷载~最大裂缝宽度曲线的发展均与抗裂筋的力学性能密切相关;抗裂筋的弹性模量决定了钢-UHPC组合桥面板试件的抗弯刚度和裂缝控制能力,CFRP筋具有与钢筋相当的弹性模量,故其抗弯刚度大、裂缝控制能力强,而GFRP筋和BFRP筋弹性模量显著小于钢筋,故其裂缝控制能力较差;抗裂筋的抗拉强度决定了钢-UHPC组合桥面板试件的抗弯承载力,3类纤维增强筋的抗拉强度均高于钢筋,故其极限承载力均高于钢筋试件。为确保钢-UHPC组合桥面板的抗裂性能,建议必要时采用CFRP筋替代钢筋。

预应力C/GFRP布加固某梁桥的工程应用

预应力混杂CFRP/GFRP纤维布加固工程结构是一种新颖的加固方法,为验证其实际加固效果,以连云港地区某旧桥为研究对象。根据病害与实际情况,采取闭合裂缝、粘贴预应力混杂CFRP/GFRP纤维布和横向钢板等措施对该桥进行加固,通过加固前后静载试验评估加固效果、评定桥梁状态。结果表明:加固后桥梁整体刚度明显增强,各板协同受力,残余挠度与变形较小,预应力CFRP/GFRP纤维布加固效果显著。

纤维增强复合材料的基本受力性能试验研究

采用碳纤维和玻璃纤维制作CFRP、GFRP进行基本受力性能的测试,试验结果表明处于加固状态的FRP材的力学性能指标明显低于其组分之一纤维织物的受力指标,如果习惯采用厂商提供的纤维织物力学指标进行设计,就必须对纤维的有效应变进行限制。