基于BP神经网络的SCFRW均匀化研究

采用BP神经网络描述了短切碳纤维木质复合材料(Short carbon fiber reinforced wood,SCFRW)显微图像中碳纤维分布情况与SCFRW宏观性能之间的非线性映射关系,建立以单个小条形区域的最小宽度、平均面积比、平均长宽比、条形区域的总面积比作为输入量,以样板的表面电阻率、弹性模量、静曲强度作为输出量的四输入/三输出SCFRW均匀化模型。仿真结果显示,所建模型可以准确、有效地根据微观结构特征预测宏观性能,从而实现SCFRW的微观结构和宏观性能的有效结合,为制板工艺设计及优化提供了有力的科学依据。

玄武岩纤维与碳纤维加固短柱抗震试验研究

对5根采用玄武岩纤维布和碳纤维布加固的混凝土短柱和1根对比柱进行了低周反复荷载试验.试验表明,玄武岩纤维布环向包裹加固能显著改变混凝土短柱的破坏形态,提高混凝土短柱的抗剪承载力、延性和耗能能力.相同工况下,玄武岩纤维布加固短柱的抗震性能与碳纤维布加固的短柱相近.玄武岩纤维布因低廉的价格和较好的综合力学性能,在抗震加固领域将有较好的应用前景.

短切碳纤维木质复合材料导电性能数值分析

采用施胶木材纤维作为主体材料,加入短切碳纤维制成具有导电性能的短切碳纤维木质复合材料(SCFRW),通过表面电阻率测量实验,得到SCFRW表面电阻率离散数据。数据分析结果显示,碳纤维的加入赋予了复合材料良好的导电特性,且表面电阻率与温度呈现出负效应关系。为了更直观描述SCFRW样板表面电阻率在17～80℃连续的变化规律,采用最小二乘法构建线性及非线性导电性能模型。对模型拟合均方差的对比分析结果表明,非线性最小二乘数学模型拟合效果较好,能更有效地表达SCFRW导电性能的变化趋势,可为功能复合材料微观结构与宏观性能的有机结合提供可靠基础依据。

碳纤维/层状木材陶瓷的制备与力学性能

为了提升木材陶瓷的力学性能,用液化木材、炭粉和碳纤维等制备增强型层状结构木材陶瓷。探讨了烧结温度、液化木材用量等因素对其结构和力学性能的影响。结果表明,增强型层状木材陶瓷层状结构清晰,摩擦性能良好,且在微观上部分保持了木材天然的孔隙结构特征。同时,增强碳纤维和层状结构的运用能够获得较高强度与较好韧性。当烧结温度为1100℃、炭粉与液化木材质量比为1∶0.75、胶合压力为3 MPa时,其抗弯强度、弹性模量、断裂韧性分别达到了53.90 MPa、2.58 GPa和1.69 MPa·m1/2,与普通木材陶瓷相比均有大幅度提高。

碳纤维在混凝土中的应用

本文介绍了碳纤维的制备、碳纤维的结构和性能、碳纤维的分类与等级,重点讨论了碳纤维在混凝土中的增强阻裂作用、导电性、温度敏感性和压电效应,以及碳纤维增强混凝土(CFRC)作为智能材料的发展趋势。

用碳纤维布改善钢筋混凝土极短柱抗震性能的试验研究

本文进行了５根钢筋混凝土极短柱（λ＝１．０）在周期反复荷载作用下的试验，研究了使用碳纤维布横向包裹钢筋混凝土极短柱以提高其延性这种加固方法的有效性．本文研究了碳纤维布横向包裹钢筋混凝土极短柱的受力特性，分析了碳纤维布抗拉强度对试件抗震性能的影响，并对碳纤维布加固钢筋混凝土极短柱使其延性提高的机理进行了探讨．试验结果表明，横向包裹碳纤维布可显著提高钢筋混凝土极短柱的变形性能．

短切碳纤维含量对C_(sf)/SiC复合材料力学性能的影响

以Si作为主要烧结助剂,采用热压烧结法制备了短切碳纤维-碳化硅(short carbon fiber reinforced SiC composite,Csf/SiC)复合材料。采用X射线衍射仪、扫描电镜、硬度仪以及力学性能试验机等,研究了Csf含量对所制备材料的结构、组成、形貌及复合材料的弯曲强度、Vickers硬度和断裂韧性的影响。结果表明:采用热压法能制备出致密且Csf分布均匀的Csf/SiC复合材料。Csf/SiC复合材料的弯曲强度随Csf含量增加先增大后减小,含15%(体积分数,下同)Csf的Csf/SiC样品强度最高,达到466MPa,并且Csf含量小于30%的Csf/SiC样品强度高于无纤维SiC材料。材料的Vickers硬度随Csf含量增加而降低。Csf/SiC样品的断裂韧性随Csf含量增加而逐渐增大,Csf含量为53%时,达到最大为5.5MPa.m1/2,与无纤维SiC样品相比,增加近2倍。

碳纤维布加固钢筋混凝土短柱在反复荷载下的受力性能试验研究

对碳纤维布加固钢筋混凝土短柱在反复荷载作用下的受力性能进行了试验研究 ,探讨了轴压比、碳纤维加固量、配筋率和加载顺序对碳纤维布加固钢筋混凝土短柱的破坏特征、受力性能及破坏机理的影响 .试验表明 ,碳纤维布加固钢筋混凝土短柱具有良好的荷载—位移滞回性能 ,能有效提高钢筋混凝土短柱的抗震性能 .

碳纤维布改善钢筋混凝土短柱延性的试验研究

通过横向包裹碳纤维布的钢筋混凝土短柱在低周反复荷载作用下受力性能的试验研究，验证了碳 纤维布对钢筋混凝土短柱延性的改善作用。经碳纤维布包裹的钢筋混凝土短柱，其延性得到了显著改 善，但承载能力却变化不大。试验还发现，碳纤维布在使用中存在一个作用效率的问题，碳纤维布包裹 层数愈多，其作用效率愈低．

溶聚丁苯橡胶/炭黑/短纤维复合材料的取向结构与力学性能

研究了溶聚丁苯橡胶(SSBR)/炭黑/短纤维复合材料(SFRC)的力学性能和短纤维在橡胶中的取向度及其黏合效果,分析了短纤维的黏合作用对复合材料应力应变形为的影响。结果表明,短纤维的加入显著提高了SFRC的撕裂强度、10%定伸应力及邵尔A型硬度;短纤维用量小于30份时,2种预处理短纤维的取向度呈增长趋势,且尼龙短纤维的取向度明显高于聚酯短纤维;SFRC在平行方向上有不同程度的屈服现象,且添加聚酯短纤维的SFRC屈服应变及应力值小于添加尼龙短纤维的SFRC,SFRC在垂直方向没有应力屈服现象;预处理短纤维与橡胶的黏合效果优于未处理短纤维。

CFRP加固钢筋混凝土短梁抗弯刚度计算方法

通过7个碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)加固钢筋混凝土短梁的受弯试验,得出CFRP加固钢筋混凝土短梁在加载全过程的抗弯刚度曲线,分析抗弯刚度全过程曲线规律,采用合理计算假定,提出CFRP加固钢筋混凝土短梁抗弯刚度全过程曲线的计算方法。按文章方法对抗弯刚度进行计算并与试验值对比,结果表明,所提计算方法计算精度好,该方法既可用于CFRP加固短梁也可用于普通短梁的抗弯刚度计算。采用文章提出的抗弯刚度计算方法,运用数值积分原理自编MATLAB程序计算CFRP加固钢筋混凝土短梁的转角,计算值与试验值对比表明,自编程序合理且计算精度高,抗弯刚度计算方法可用于CFRP加固钢筋混凝土短梁的转角计算,转角计算也验证了抗弯刚度计算方法的合理性和适用性。

碳纤维增强铜基轴承合金的制造工艺和性能研究

在碳纤维增强铜基轴承合金前期研究的基础上，对短碳纤维增强铅青铜基和锡青铜基复合轴承合金的机械性能和摩擦磨损性能作进一步研究，探讨了制造工艺对其性能的影响。结果表明，碳纤维的加入明显提高了两种轴承合金的减摩耐磨性能和机械性能；除热压法外，二次压制烧结法也是制造碳纤维／铜基轴承合金的可行方法；碳纤维加入铜基轴承合金中对其摩擦对偶件没有特殊的要求。

桁梁组合智能桥梁控制研究

在现有自感知自监测智能桥梁结构的基础上,提出了一种具体的自适应自调节的智能桥梁模型及短切碳纤维混凝土短柱智能构件。算例结果表明:该模型较简支梁桥及普通组合梁桥承载能力有很大提高。

考虑二次受力碳纤维布加固短柱的抗震试验

基于结构加固存在二次受力的特性 ,对碳纤维布加固钢筋混凝土短柱在反复荷载作用下的受力性能进行了对比试验研究。探讨了二次受力对碳纤维布加固钢筋混凝土短柱的受力性能、破坏特征及破坏机理的影响。试验表明 ,采用不考虑构件二次受力特性的加固加载方案 ,会过高地评估加固构件的承载力提高值和抗震性能改善的相关指标 。

碳纤维布加固钢筋混凝土短柱的受剪承载力计算

对碳纤维布加固钢筋混凝土短柱的受剪性能进行了试验研究。探讨了轴压比、碳纤维加固量、配箍率和加载顺序对碳纤维布加固钢筋混凝土短柱的破坏特征和受剪性能的影响。试验表明 ,碳纤维布加固钢筋混凝土短柱能有效提高短柱的受剪性能。基于试验结果分析 ,提出了碳纤维布加固钢筋混凝土短柱的斜截面受剪承载力计算公式。这些公式可供工程设计和进一步研究参考。

CFRP布加固钢筋混凝土短梁受弯性能试验研究

通过5根碳纤维(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)布加固钢筋混凝土短梁的受弯性能试验,研究了跨高比对CFRP布加固钢筋混凝土短梁受弯性能的影响。试验结果表明:随跨高比的增大,沿梁截面高度方向的混凝土应变逐渐符合平截面假定;跨高比较小的试件加固后其延性反而较大;加固梁受力的整个过程中,碳纤维布在钢筋屈服后发挥的作用最大;随跨高比的减小,CFRP布加固钢筋混凝土短梁的极限荷载显著增加。

CFRP加固桥梁RC短柱远程协同拟动力实验

针对已建的不能满足现有抗震规范设计要求的桥梁圆截面钢筋混凝土短柱,通过FRP加固后并在恒定轴力作用下,利用NetSLab实验平台进行国内首次整桥的远程协同拟动力实验.分析了2根CFRP加固剪切柱在地震荷载作用下的破坏现象、延性及耗能等.结果表明:CFRP加固不仅阻止了短柱的脆性剪切破坏,而且使破坏模式转化为延性弯曲破坏,使构件具有了稳定的滞回性能及耗能能力,有效地改善了短柱的抗震性能.

纤维加固混凝土梁短期刚度的实用计算

分析了粘贴纤维布对加固混凝土梁短期刚度提高的作用 ,提出了实用的刚度计算方法 ,该方法计算值与试验值吻合较好 。

碳纤维布与木材界面粘结性能的数值模拟

随着碳纤维布在木结构古建筑加固领域的广泛应用,明确碳纤维布与木材之间的界面粘结力学性能是进行加固的前提和基础.主要结合碳纤维布-木材的单剪试验,对5个粘贴碳纤维布的试验木块采用AN-SYS有限元软件进行了非线性数值模拟,研究了碳纤维布粘结长度及宽度变化对极限粘结荷载的影响,分析了碳纤维布的应变分布规律以及界面粘结剪应力的分布特点和传递过程,并给出了试验值和计算值的误差分析.计算结果表明,采用的模拟界面粘结性能的有限元方法具有可行性.

CFRP提高钢筋混凝土梁抗弯刚度的分析与近似计算

在对国内相关试验资料综合研究的基础上,分析了粘贴纤维布对提高加固钢筋混凝土梁短期刚度的作用,提出了实用的刚度计算方法。该方法计算值与试验值吻合较好,可供加固设计时参考。