碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)拉挤板材的楔形-挤压锚固机制

碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)板材的可靠锚固是影响桥梁结构预应力加固应用的关键问题。本文提出一种采用化学黏结及物理挤压为受力模式的CFRP板材楔形挤压锚固系统,该锚固系统通过楔形锚固树脂与CFRP板材的挤压与黏结作用传递外部荷载。采用力学分析及有限元模拟研究该锚固系统内荷载传递方式与锚固机制,通过拉伸试验获得锚固系统的锚固效率及应力分布。结果表明:Tc和T1两种锚固树脂胶黏剂锚固CFRP板材都具有较高的锚固承载力,且极限锚固承载力随锚固树脂韧性增大而增大;静载作用下锚固系统的破坏方式为CFRP板材爆裂破坏,与力学分析及有限元模拟结果相吻合;循环荷载下锚具内应力分布均匀,无明显应力集中。

胶层厚度对预应力CFRP加固混凝土梁粘结应力的影响试验

为给预应力碳纤维增强复合材料(CFRP)板材加固混凝土梁的设计与施工提供参考,在不同胶层粘结厚度下,进行预应力CFRP板材加固混凝土梁放张过程中界面应变变化规律及界面粘结应力影响的试验研究。加固试验中,试件初始应力分别为板材极限承载能力的10%,20%,30%,胶层粘结厚度分别为2,4,6 mm。通过对试验数据进行数值回归得到了不同胶层粘结厚度的CFRP板材界面粘结应力-放张力计算式。结果表明:CFRP板材界面应变沿板端向跨中逐渐增大,当达到一定粘结长度时应变趋于稳定,且与初始应变接近;胶层粘结厚度为4mm最为合适。

基于Taguchi方法的碳纤维复合材料拉挤工艺优化

利用Taguchi方法,研究多个拉挤工艺参数(如模具温度、拉挤速率等)、树脂种类及纤维含量等对制备的碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)板材力学性能的影响,并利用优化的拉挤工艺参数,制备高力学性能的CFRP板材。结果表明:纤维含量、环氧树脂种类、牵引速率和模具温度是影响CFRP拉挤板材力学性能的主要因素,而后固化温度、纤维张力的影响较小,胶槽温度的影响可以忽略不计。