不同应变率下碳纤维布约束混凝土单轴压缩力学性能试验研究

碳纤维布对混凝土材料的约束保护作用能够极大提升其力学性能。本文基于试验,采用电液伺服压力机及分离式霍普金森压杆装置(Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB)对碳纤维布约束混凝土开展不同应变率下的单轴压缩试验,分析应变率、碳纤维布层数及混凝土强度对碳纤维布约束混凝土应力-应变曲线、峰值应力、动态增强因子DIF(dynamic increase factors)及韧性的影响规律。试验结果表明:不同应变率下试件峰值应力均随碳纤维布层数的增加而增大,两者呈指数函数负相关。应变率的增大使得试件DIF增加,两者呈指数函数正相关,试件存在明显的应变率效应。随着粘贴纤维布层数的增加,C30混凝土试件应变率效应更加敏感。随着混凝土强度等级的提升,碳纤维布层数对试件DIF影响程度降低。应变率、混凝土强度等级及碳纤维布粘贴层数的增加均使试件韧性增大。碳纤维布的约束保护作用能够增加试件的延性,防止混凝土结构物产生脆性破坏,对提升结构物的安全性具有重要意义。

预应力纤维布加固混凝土梁冻融特性试验

为了研究预应力碳纤维布对受冻融作用影响的混凝土梁的加固效果,从而进一步认识混凝土与碳纤维布共同工作的行为,研究了加固梁中碳纤维布和混凝土的各自力学性能以及碳纤维布加固混凝土梁的整体力学性能.结果表明,冻融后的试验梁开裂荷载和极限承载力有所下降;初始预应力水平越高,试验梁的开裂荷载和极限荷载下降速度越快;在冻融循环和预应力耦合作用下混凝土内部损伤严重,碳纤维布-混凝土界面的粘结力退化明显.

电阻式柔性应变传感带与人体运动监测

以热塑性弹性体苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯和多壁碳纳米管导电浆料为原料,采用熔融涂覆法将混合溶液均匀涂覆在丁苯橡胶弹性布上制备电阻式应变带,探讨基于碳纳米管柔性应变传感器的应用,研究电阻式应变带的力学性能及传感性能。结果表明:在1000次循环拉伸后,应变带具有较低的不可逆伸长率,且导电成分不影响弹性布的弹性;应变在0~60%时灵敏度为1.5,应变在60%~100%时灵敏度为5;电阻变化率迟滞性小于20%;在不同应变下,应变带具有良好的曲线特征;在40%应变循环下,应变带表现出良好的重复性和稳定性。研究结果有助于准确测量人体肘关节和呼吸运动,在智能服装和运动健身方面具有良好的应用价值。

碳纤维布加固钢筋混凝土箱梁力学性能研究

CFRP是一种新型高性能材料,已作为加固钢筋混凝土构件的重要材料,拥有较好的物理、力学性能,且施工工艺成熟和加固混凝土构件时占用空间较少等优点.由于CFRP材料优点突出,在现有加固材料中被广泛采用,因此针对CFRP加固钢筋混凝土箱梁在弯扭复合受力下承载能力的研究,显得尤为重要.对CFRP加固钢筋混凝土箱梁在复合受力下展开弯扭承载力试验进行了研究,试验结果表明:纵向CFRP加横截面方向粘贴U形CFRP加固箱梁效果最佳;箱梁试件表面开裂之前,对加固箱梁试件与未加固箱梁试件进行对比分析,箍筋剪应变差异很小,但是表面开裂之后,加固材料的效果得到充分体现;对箱梁进行U型加固方式是抗扭承载力提高的主要因素,在改善箱梁试件的极限扭矩方面,横向U型CFRP加固效果比纵向CFRP加固效果更为显著.

碳纤维布加固钢筋混凝土T形梁的受弯性能研究

以碳纤维布为加固原材料,通过一系列对比试验,对加固后的钢筋混凝土T形梁的受弯性能进行了研究。

CFRP钢筋混凝土箱梁性能研究

CFRP是一种新型高性能材料,已作为加固钢筋混凝土构件的重要材料,拥有较好的物理、力学性能,且施工工艺成熟和加固混凝土构件时占用空间较少等优点.本研究对CFRP加固钢筋混凝土箱梁在复合受力下展开弯扭承载力试验,试验结果得出:箱梁试件表面开裂之前,对加固箱梁试件与未加固箱梁试件进行对比分析,箍筋剪应变差异很小,但是表面开裂之后,加固材料的效果得到充分体现;对箱梁进行U型加固方式是抗扭承载力提高的主要因素,在改善箱梁试件的极限扭矩方面,横向U型CFRP加固效果比纵向CFR P加固效果更为显著.

层叠碳布射流穿刺成型机理的仿真与分析

为了提高成型加工工艺的稳定性,提出基于射流穿刺的层叠碳布射流穿刺成型方法。首先将碳纤维与射流进行混合,根据碳布基体表面的损伤程度进行层叠碳布射流穿刺成型过程的稳定性控制,进行层叠碳布射流穿刺成型优化流程设计,在层叠碳布射流穿刺成型工艺过程中,采用水射流进行碳纤维与射流的混合传尺处理,分析碳素纤维的加热稳定性,研究水射流与层叠碳布作用机理,在射流形成后加入碳纤维,采用负压引射方式抽吸的方法,进行流固耦合分析计算,分析压力、流量和结构形式之间的耦合性,采用量化分析的方法,进行喷头三维几何建模,为层叠碳布射流穿刺机理的研究和仿真分析提供有效方法。仿真分析不同直径比对前混合式喷头湍动能的影响,并进行碳纤维运动学计算结果分析,分别截取三种参数配置下第一层碳布表面的射流速度及流出第三层碳布表面的射流速度,并绘制速度曲线。仿真分析得知,射流作用力对碳布表面经纬纱的撞击力为0.952 1 N,远小于金属刺针对纤维材料的冲击力,倾斜射流时,碳布受力及变形不均匀,射流能量损耗大,该方法能提高参数配置性能,层叠碳布射流穿刺仿真结果与碳布受力及变形理论分析相吻合。