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CFRP布配置率对CFRP加固无腹筋RC梁纯扭转性能及尺寸效应影响
1
作者 张江兴 李冬 +1 位作者 金浏 杜修力 《工程力学》 北大核心 2026年第2期105-114,共10页
开展混凝土结构扭转尺寸效应研究,对提高结构构件抗扭承载力的安全设计具有重要意义。该文综合考虑混凝土非均质性、及其与钢筋、与CFRP布的黏结-滑移关系,建立了CFRP加固RC梁纯扭转破坏的三维细观数值分析模型,系统探究了CFRP布配置率... 开展混凝土结构扭转尺寸效应研究,对提高结构构件抗扭承载力的安全设计具有重要意义。该文综合考虑混凝土非均质性、及其与钢筋、与CFRP布的黏结-滑移关系,建立了CFRP加固RC梁纯扭转破坏的三维细观数值分析模型,系统探究了CFRP布配置率对加固RC梁纯扭转性能及尺寸效应的影响规律。研究结果表明:提高CFRP布配置率不仅能够有效提升RC梁的名义抗扭强度,还可削弱其名义抗扭强度的尺寸效应。基于数值模拟结果,提出了能够定量描述CFRP布配置率对RC梁名义抗扭强度尺寸效应影响的纯扭转尺寸效应律。 展开更多
关键词 cfrp加固RC梁 扭转破坏 cfrp布配置率 尺寸效应 细观模拟
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CFRP修复钢Ⅰ/Ⅱ混合型裂纹扩展研究进展及展望
2
作者 高立 邓宗才 《工程力学》 北大核心 2026年第1期11-27,共17页
钢结构在循环荷载作用下往往会发生疲劳破坏。由于结构的复杂性和荷载形式的复合性,往往会使钢结构产生Ⅰ/Ⅱ混合型裂纹,且疲劳裂纹修复一直是钢结构疲劳研究的热点。碳纤维增强聚合物复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)... 钢结构在循环荷载作用下往往会发生疲劳破坏。由于结构的复杂性和荷载形式的复合性,往往会使钢结构产生Ⅰ/Ⅱ混合型裂纹,且疲劳裂纹修复一直是钢结构疲劳研究的热点。碳纤维增强聚合物复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)在修复钢结构中有诸多优势和良好的应用前景,目前的研究主要集中于Ⅰ型裂纹的修复,但对于Ⅰ/Ⅱ混合型裂纹扩展及其修复的研究比较少。为此,从疲劳裂纹扩展、裂纹扩展速率和等效应力强度因子的计算方法方面报道了混合模态下钢材的裂纹扩展研究现状;重点阐述了CFRP修复混合型裂纹扩展现状,分析了CFRP基础材性、CFRP-钢界面粘结性能和不同裂纹角度等因素对混合裂纹修复的性能影响;基于目前的研究现状对CFRP修复钢结构在疲劳荷载作用下混合型裂纹扩展的应用前景和研究重点进行了展望。 展开更多
关键词 结构工程 混合裂纹 cfrp 裂纹扩展速率 等效应力强度因子 界面性能
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基于非线性Lamb波的胶接修补CFRP拉伸损伤优化
3
作者 魏浩迎 王晓强 +2 位作者 尹振华 王彪 王若天 《塑性工程学报》 北大核心 2026年第1期222-234,共13页
为了削弱CFRP拉伸微裂纹的损伤程度,利用胶接修补技术对裂纹损伤展开修复,建立了拉伸-去振动-非线性混频Lamb波检测的一体化数值模型,探究了补片参数对混频相对声学非线性系数的影响规律,并利用RAM-5000 SNAP超声检测系统验证仿真模型... 为了削弱CFRP拉伸微裂纹的损伤程度,利用胶接修补技术对裂纹损伤展开修复,建立了拉伸-去振动-非线性混频Lamb波检测的一体化数值模型,探究了补片参数对混频相对声学非线性系数的影响规律,并利用RAM-5000 SNAP超声检测系统验证仿真模型的正确性。基于最优拉丁超立方设计,构建以补片半径、补片厚度和补片旋转角为自变量,以混频相对声学非线性系数为响应值的数学模型,利用NSGA-Ⅱ算法得到了最优补片设计参数组合。结果表明:在一定范围内,混频相对声学非线性系数随补片半径和补片厚度的增加先减小后增大,随着补片旋转角的增加先增大后减小。经过多目标优化后,得到的最优结果是补片半径为7.2256 mm,补片厚度为0.4716 mm,补片旋转角为0°。此时和频相对声学非线性系数为0.4565,差频相对声学非线性系数为0.2434,与仿真模拟最优结果相比分别降低了4.66%和17.46%,优化效果非常显著,为胶接修补CFRP结构健康监测在航空器安全工程中的应用做出了补充。 展开更多
关键词 cfrp拉伸微裂纹 胶接修补 混频相对声学非线性系数 响应面数学模型 NSGA-Ⅱ算法
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基于ScCO_(2)低温微量润滑工艺的CFRP/Ti6Al4V叠层结构钻削试验研究
4
作者 李迎港 陈燕 +2 位作者 杨浩骏 郭南 陈德雄 《航空制造技术》 北大核心 2026年第1期162-172,共11页
为了降低CFRP/Ti6Al4V叠层结构的钻削温度,提高钻削质量,利用超临界二氧化碳(Supercritical carbon dioxide,ScCO_(2))对润滑油具有高溶解性的特点,提出了低温微量润滑(Cryogenic minimum quantity lubrication,CMQL)工艺,进行了CMQL系... 为了降低CFRP/Ti6Al4V叠层结构的钻削温度,提高钻削质量,利用超临界二氧化碳(Supercritical carbon dioxide,ScCO_(2))对润滑油具有高溶解性的特点,提出了低温微量润滑(Cryogenic minimum quantity lubrication,CMQL)工艺,进行了CMQL系统油滴雾化效果测试和输出温度测试,开展了CMQL条件下CFRP/Ti6Al4V叠层结构的低频振动钻削试验,分析了CO_(2)压力对切削加工性的影响。结果表明,增加CO_(2)压力可以提高CMQL装置的雾化效果和冷却能力,压力增加至8 MPa,CO_(2)为超临界态,其输出温度可低至-80℃以下;系统压力从5 MPa增至9 MPa,CFRP与Ti6Al4V层的钻削温度分别降低了15.91%和50.78%,轴向力分别增大了65.22%和20.26%,扭矩分别减小了23.33%和16.77%;Ti6Al4V层的出口毛刺高度降低42.04%,CFRP出口分层因子减小5.41%;在压力为7 MPa、8 MPa和9 MPa时,CFRP/Ti6Al4V叠层结构可得到较低的孔壁粗糙度。 展开更多
关键词 cfrp/Ti6Al4V叠层结构 低温微量润滑(CMQL)工艺 超临界二氧化碳(ScCO_(2)) 钻削温度 钻削质量
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CFRP筋及索弹性模量预测及测试试验研究
5
作者 李镇 王强 +2 位作者 夏鹏飞 薛花娟 周能作 《现代交通与冶金材料》 2025年第3期16-20,共5页
为了降低主航道桥梁端纵向位移量,减小活载和风荷载等作用下塔底弯矩,常泰长江大桥主航道桥采用碳纤维水平拉索温度自适应塔梁纵向约束体系。CFRP碳纤维筋是组成碳纤维水平拉索的主要构件,其在宏观上是非均相且各向异性的材料。本研究... 为了降低主航道桥梁端纵向位移量,减小活载和风荷载等作用下塔底弯矩,常泰长江大桥主航道桥采用碳纤维水平拉索温度自适应塔梁纵向约束体系。CFRP碳纤维筋是组成碳纤维水平拉索的主要构件,其在宏观上是非均相且各向异性的材料。本研究提出了基于轴向拉伸弹性模量等技术要求的CFRP筋的成分体系设计方法和轴向拉伸弹性模量的预测模型,并对按照设计的成分体系进行了CFRP筋的工业化生产线上的试制,并对试制的筋材进行轴向拉伸弹性模量测试,将实物的弹性模量测试结果与CFRP筋弹性模量的预测模型的计算结果进行对比,提出了碳纤维弹性模量离散对筋材弹性模量的影响,修正了CFRP筋弹性模量设计预测模型。在以上基础上,提出了CFRP索的轴向拉伸弹性模量理论预测计算模型,并将计算结果与实测结果进行了对比分析,验证了CFRP索轴向拉伸弹性模量预测模型。 展开更多
关键词 cfrp索 cfrp筋 轴向拉伸弹性模量 预测模型
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CFRP在土木工程中的应用研究 被引量：22
6
作者 季园园 韩庆华 +1 位作者 芦燕 刘锡良 《结构工程师》 北大核心 2014年第5期210-219,共10页
碳纤维增强复合材料(CFRP)由于具有自重轻、耐腐蚀、抗拉强度高等优点,在土木工程中的应用日益增多。从CFRP片材、CFRP棒材、CFRP索材以及CFRP锚固系统四方面综述了CFRP在土木工程领域中的研究情况,总结了其在理论研究、数值分析、试验... 碳纤维增强复合材料(CFRP)由于具有自重轻、耐腐蚀、抗拉强度高等优点,在土木工程中的应用日益增多。从CFRP片材、CFRP棒材、CFRP索材以及CFRP锚固系统四方面综述了CFRP在土木工程领域中的研究情况,总结了其在理论研究、数值分析、试验研究及设计应用等方面的最新研究成果;结合当前土木工程的发展趋势,指出CFRP在土木工程中应用研究的不足之处,进而提出研究中亟待解决的关键问题。 展开更多
关键词 cfrp片材 cfrp棒材 cfrp索材 cfrp锚固系统
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内置CFRP圆管的方钢管再生混凝土偏压短柱力学性能研究 被引量：1
7
作者 许伟 程嘉宝 +1 位作者 佟舟 张海霞 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期39-46,共8页
研究外截面形式、受压类型和偏心率等变化参数对内置CFRP圆管的方钢管再生混凝土短柱力学性能的影响。利用ABAQUS有限元分析软件建立组合柱力学模型,在有限元模拟和轴压试验结果吻合的基础上,进一步研究试件的偏压力学性能。增加CFRP层... 研究外截面形式、受压类型和偏心率等变化参数对内置CFRP圆管的方钢管再生混凝土短柱力学性能的影响。利用ABAQUS有限元分析软件建立组合柱力学模型,在有限元模拟和轴压试验结果吻合的基础上,进一步研究试件的偏压力学性能。增加CFRP层数,对轴压试件的极限承载力和位移延性系数提高幅度可分别达到30.44%、41.11%,对偏压试件的极限承载力和位移延性系数提高幅度分别为5.97%、37.49%;增加偏心率,对方截面试件的极限承载力和位移延性系数降低幅度分别达到41.22%、20.16%,对圆截面试件的极限承载力和位移延性系数降低幅度分别为45.79%、33.02%。内置CFRP圆管能够改善方钢管再生混凝土短柱的力学性能,但对偏压柱的影响小于轴压柱;在模拟参数范围内,随着偏心率的增加,试件力学性能降低;但同等截面面积下,方截面试件的偏压力学性能比圆截面试件的偏压力学性能更稳定。 展开更多
关键词 cfrp层数 偏心率 受压类型 外截面形式
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海水浸泡CFRP筋性能退化试验及其退化机理 被引量：1
8
作者 高婧 刘雨薇 +1 位作者 徐鹏海 徐恭义 《材料导报》 北大核心 2025年第14期78-84,共7页
为研究不同表面形貌的碳纤维增强复合材料(CFRP)筋在真实海水中浸泡后的性能退化情况,对四种不同表面形貌的CFRP筋进行真实海水浸泡试验。通过对经过不同浸泡时间的试件进行静力拉伸试验,研究其抗拉强度和弹性模量随时间的变化规律。同... 为研究不同表面形貌的碳纤维增强复合材料(CFRP)筋在真实海水中浸泡后的性能退化情况,对四种不同表面形貌的CFRP筋进行真实海水浸泡试验。通过对经过不同浸泡时间的试件进行静力拉伸试验,研究其抗拉强度和弹性模量随时间的变化规律。同时,结合电镜扫描、傅里叶红外光谱、X射线计算机断层扫描等结果分析了筋材吸水率、表观形貌、微观形貌和物质组成成分的变化情况,从而解释其在海水环境下的性能退化机理。实验结果表明,海水浸泡0~30 d时筋材主要发生吸水膨胀,30 d后树脂的水解反应加剧,筋材抗拉强度保留率与树脂的水解程度成反比。CFRP筋的抗拉强度随浸泡时间延长会有一定程度降低,但浸泡90 d后抗拉强度保留率均在95%以上。表面形貌对筋材的退化会产生较大影响,其中表面刻槽肋会加速筋材的退化,但表面覆砂可提升其耐久性。 展开更多
关键词 cfrp筋 海水浸泡 抗拉强度 微观检测 退化机制
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经湿热环境处理的改性CFRP的吸湿与低速冲击实验研究 被引量：1
9
作者 赖家美 薛肖妹 +3 位作者 彭泽 李一龙 柯辉 刘翔 《复合材料学报》 北大核心 2025年第7期3767-3780,共14页
使用改性碳纳米管和改性纳米SiO_(2)对环氧树脂改性处理,随后采用真空辅助树脂传递模塑(VARTM)成型工艺制备了[45/0/−45/90]2S铺层角度下的纯树脂及改性后的碳纤维增强复合材料(CFRP)层合板。分别进行两种不同条件的湿热老化处理,之后... 使用改性碳纳米管和改性纳米SiO_(2)对环氧树脂改性处理,随后采用真空辅助树脂传递模塑(VARTM)成型工艺制备了[45/0/−45/90]2S铺层角度下的纯树脂及改性后的碳纤维增强复合材料(CFRP)层合板。分别进行两种不同条件的湿热老化处理,之后对湿热后的样品进行落锤冲击实验,并用超声C扫描和扫描电镜表征内部损伤。结果表明:高温对CFRP样品的平衡吸湿率和水扩散率的影响最大,羧基化多壁碳纳米管(Carboxylation MWCNTs)的效果要优于纳米SiO_(2)。在70℃、85%相对湿度(RH)环境中3种样品的平衡吸湿率依次为0.647%、0.605%、0.583%,30℃、85%RH环境中依次为0.264%、0.233%、0.223%;吸湿过程中存在着多种纳米粒子与内部损失交互的机制,对水分的吸收有着抑制作用;湿热老化会对层合板力学性能产生影响,且高温高湿环境对层合板的影响大于常温高湿。纳米粒子的加入改善了CFRP材料的抗冲击性能,且加入碳纳米管的CFRP的抗冲击性高于纳米SiO_(2),但耐湿热老化冲击性能,加入碳纳米管的CFRP最差,纳米SiO_(2)其次,未加粒子最好。 展开更多
关键词 纳米粒子改性cfrp层合板 湿热老化 吸湿性能 湿热后冲击 抗冲击性能
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开槽外贴CFRP布-混凝土界面的黏结性能 被引量：2
10
作者 高婧 韩泽鸿 +1 位作者 宋怀辉 TERRASI Giovanni 《长安大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期85-95,共11页
为研究混凝土开槽后在凹槽区域外贴碳纤维增强聚合物(CFRP)材料的界面黏结性能,以开槽宽度和深度、混凝土强度等级为主要参数,进行16组开槽外贴CFRP布混凝土试件单剪试验,设置4组未开槽混凝土表面外贴CFRP布试件为对照组;通过分析试验荷... 为研究混凝土开槽后在凹槽区域外贴碳纤维增强聚合物(CFRP)材料的界面黏结性能,以开槽宽度和深度、混凝土强度等级为主要参数,进行16组开槽外贴CFRP布混凝土试件单剪试验,设置4组未开槽混凝土表面外贴CFRP布试件为对照组;通过分析试验荷载-位移曲线、应力分布特点及试件破坏现象,探究试件的极限荷载、黏结强度、最大剪应力、最大滑移量等参数的变化趋势,讨论开槽尺寸和加固方法对试件破坏模式的影响,分析试件的破坏原因及机理;基于试验数据拟合结果建立混凝土开槽外贴CFRP布试件的黏结-滑移模型及最大剪应力计算模型,并将最大剪应力预测结果与文献数据进行对比。研究结果表明:相比于未开槽的加固方法,开槽外贴CFRP布的加固方法能够有效提高混凝土试件黏结界面的极限荷载,试件的破坏模式主要表现为黏结破坏、CFRP布断裂破坏和复合破坏;采用开槽外贴加固(EBROG)方法的试件在凹槽处黏结界面的最大剪应力和峰值滑移随凹槽尺寸的增大而提高,且存在最佳凹槽宽度和深度的组合;提出的最大剪应力计算模型的预测结果与现有文献试验结果的误差在16%之内,该模型可用于预测开槽区域最大剪应力。 展开更多
关键词 桥梁工程 复合材料 黏结性能 开槽外贴加固 cfrp 开槽尺寸
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CFRP不同约束方式下拉挤型GFRP管混凝土组合柱的承载性能 被引量：1
11
作者 杨文伟 周海洋 +1 位作者 王痛快 陈志伟 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第2期141-150,共10页
为提升拉挤型玻璃纤维复合材料(GFRP)管混凝土组合柱的承载能力,采用碳纤维增强复合材料(CFRP)布,以不同约束方式制作5根试件,并进行轴压试验,得到约束组合柱的破坏模式;通过对CFRP的约束效应及柱的承载性能分析,建立承载力计算模型。... 为提升拉挤型玻璃纤维复合材料(GFRP)管混凝土组合柱的承载能力,采用碳纤维增强复合材料(CFRP)布,以不同约束方式制作5根试件,并进行轴压试验,得到约束组合柱的破坏模式;通过对CFRP的约束效应及柱的承载性能分析,建立承载力计算模型。研究表明:试件破坏时拉挤型GFRP管及混凝土被压坏,部分试件伴有CFRP条带状撕裂。随着横向约束效应的增加,破坏形态由典型的劈裂破坏向脆性压碎破坏及剪切破坏发展。试件承载力随CFRP间距的减小逐渐增大,CFRP间距<100 mm时试件承载力大幅提高,最大可达1.5倍以上,CFRP间距≥100 mm时,承载力提升并不明显。CFRP间距变化、布置方式对试件变形性能影响显著,可明显改善构件的延性。基于约束混凝土理论,考虑不同CFRP间距及GFRP承载作用效应,建立的试件承载力计算模型计算结果精度较高。 展开更多
关键词 cfrp布 拉挤型GFRP管 混凝土短柱 组合柱 承载力计算模型
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CFRP约束中空夹层碳钢管与不锈钢管混凝土短柱轴压性能比较
12
作者 姚运 彭洪斌 +2 位作者 马煜 彭刚辉 唐红元 《混凝土》 北大核心 2025年第8期1-8,共8页
针对CFRP约束圆中空夹层钢管混凝土短柱,开展外管材料(碳钢管和不锈钢管)对其轴压性能的影响,通过对比试件典型破坏模式、轴向荷载与位移和应变曲线,分析两类外管材料的试件在承载力提升率和约束效应系数方面的差异。在此基础上建立有... 针对CFRP约束圆中空夹层钢管混凝土短柱,开展外管材料(碳钢管和不锈钢管)对其轴压性能的影响,通过对比试件典型破坏模式、轴向荷载与位移和应变曲线,分析两类外管材料的试件在承载力提升率和约束效应系数方面的差异。在此基础上建立有限元模型并与试验结果验证,进一步揭示不同外管试件在应力分布和轴力分配等方面的差异。研究结果表明:CFRP材料能有效提升中空夹层钢管混凝土短柱的轴压性能,且当CFRP从2层增加到4层时,夹层混凝土的峰值强度从557.60kN增加到790.94kN,提高了41.85%。这表提升轴压性能是通过环向约束来实现的。此外,在二次上升阶段,CFRP约束不锈钢试件的荷载位移曲线的斜率明显大于CFRP约束碳钢试件,且相较于碳钢试件,不锈钢能够为试件提供更强的约束效应,不锈钢试件的荷载位移曲线表现出更好的应变硬化效应。 展开更多
关键词 钢管混凝土 轴压性能 轴压试验 数值模拟 cfrp
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温湿度养护环境对CFRP-钢板界面粘结性能的影响 被引量：1
13
作者 邓宗才 李宏斌 高立 《复合材料学报》 北大核心 2025年第3期1298-1312,共15页
为了揭示温湿度共同养护作用下对碳纤维增强聚合物(CFRP)粘贴钢板界面破坏模式和剥离机制的影响,本文通过CFRP-钢双剪粘结试验,综合考虑温度、湿度、粘结长度和胶层厚度多因素对CFRP-钢板界面粘结性能的影响,采用3D-DIC技术获得CFRP板... 为了揭示温湿度共同养护作用下对碳纤维增强聚合物(CFRP)粘贴钢板界面破坏模式和剥离机制的影响,本文通过CFRP-钢双剪粘结试验,综合考虑温度、湿度、粘结长度和胶层厚度多因素对CFRP-钢板界面粘结性能的影响,采用3D-DIC技术获得CFRP板表面的应变场,分析了静载拉伸过程中CFRP-钢粘结界面力学性能及破坏过程。研究结果表明:在60℃与60%相对湿度养护条件下粘结峰值荷载较高;低温和高湿环境都更易导致钢-胶界面失效;温度升高和湿度增加均会导致界面剪应力峰值降低与滑移量增加;粘结长度的增加有助于更广泛分散区域应力,而较薄(0.5 mm)的胶层有助于提高界面剪应力峰值和改善应力分布。最后,基于试验数据通过平滑法得到了简化的三折线剪切-滑移模型,为CFRP加固钢板结构的工程应用提供了理论支持和设计参考。 展开更多
关键词 cfrp-钢板 双剪试验 3D-DIC 平滑法 剪切-滑移
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多种黏结介质下CFRP筋材复合式锚具长期性能试验
14
作者 李宇 梅葵花 +2 位作者 李雪 王远志 孙胜江 《中国公路学报》 北大核心 2025年第1期213-223,共11页
纤维增强聚合物由于具有高强、轻质、耐腐蚀和低蠕变等优点,具有替代大跨径缆索承重桥中传统钢质缆索的潜力。为了实现碳纤维增强聚合物(Carbon Fiber Reinforced Polymer, CFRP)筋材锚具在斜拉桥拉索、拱桥吊杆等土木工程构件中长期可... 纤维增强聚合物由于具有高强、轻质、耐腐蚀和低蠕变等优点,具有替代大跨径缆索承重桥中传统钢质缆索的潜力。为了实现碳纤维增强聚合物(Carbon Fiber Reinforced Polymer, CFRP)筋材锚具在斜拉桥拉索、拱桥吊杆等土木工程构件中长期可靠的应用,对分别采用纯环氧树脂、掺加玄武岩纤维丝或滑石粉的环氧树脂作为黏结介质的8个复合式锚具试件进行了至少1 000 h的长期性能试验,揭示了不同掺和料对锚具长期性能的影响,并对长期性能试验后的锚具残留锚固性能进行检验。结果表明:8个试件经过长期性能试验后筋材和黏结介质黏结状态完好,说明该新型复合式锚具具有优良的长期性能;在环氧树脂中掺加0.5%玄武岩纤维丝或滑石粉后的单筋试件相对于采用纯环氧树脂的试件筋材滑移分别减小了37%和29.5%,残留荷载分别提高了11%和6.8%,而当掺量为1%时其则几乎无变化,说明在环氧树脂中掺加适量的玄武岩纤维丝或滑石粉均可有效地提高复合式锚具的长期性能;此外,由于掺加滑石粉的试件只能降低环氧树脂黏结介质的蠕变变形,并不能提高黏结介质对CFRP筋材的黏结性能,因此提升效果不如掺加玄武岩纤维丝的明显。经过长期性能试验后,8个试件在短期静载试验中的破坏模式均为筋材断裂,残留锚固效率均大于95%,表明该新型复合式锚具在经过1 000 h的长期性能试验后仍能有效地锚固筋材,可长期安全地工作,具有应用于实际工程的潜力。 展开更多
关键词 桥梁工程 长期性能 长期持荷试验 复合式锚具 cfrp筋材 黏结介质 掺和料
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CFRP布加固RC柱压-扭破坏及尺寸效应:细观数值分析
15
作者 李冬 籍一丁 +2 位作者 雷宇霜 金浏 杜修力 《应用基础与工程科学学报》 北大核心 2025年第4期1173-1186,共14页
钢筋混凝土(Reinforced Concrete, RC)柱是结构中最为重要的轴向承力构件.然而,偏心荷载作用和构件几何形状不规则等因素容易导致RC柱产生显著的扭转效应,从而发生压-扭破坏.工程实际中,纤维增强聚合物(Fiber Reinforced Polymer, FRP)... 钢筋混凝土(Reinforced Concrete, RC)柱是结构中最为重要的轴向承力构件.然而,偏心荷载作用和构件几何形状不规则等因素容易导致RC柱产生显著的扭转效应,从而发生压-扭破坏.工程实际中,纤维增强聚合物(Fiber Reinforced Polymer, FRP)已被广泛用于提高RC柱的服役性能.为探究碳纤维增强基复合材料(CFRP)布加固RC柱在压-扭破坏下的力学性能及其尺寸效应行为,建立了三维细观数值模型,探究了轴压比、配纤率和结构尺寸对CFRP布加固RC柱的影响规律.研究结果表明:轴压比和配纤率可显著影响CFRP布加固RC柱的扭转性能和尺寸效应行为;随着轴压比从0增大到0.8,轴压比作用由正效应转为负效应,名义抗扭强度先增大后减小,在轴压比约为0.4时达到最大名义抗扭强度,同时使得尺寸效应先削弱后增强;随着配纤率从0增大到2.91%,约束效应增强,名义抗扭强度逐渐增大,尺寸效应逐渐削弱.基于模拟结果建立了压-扭荷载下可以定量描述轴压比和配纤率对名义抗扭强度影响的扭转尺寸效应律. 展开更多
关键词 cfrp布加固RC柱 压-扭破坏 轴压比 配纤率 尺寸效应 细观数值分析
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CFRP复合材料雷电冲击力测量方法
16
作者 李树 孙晋茹 +3 位作者 郭永强 兰鹏飞 杜奎 姚学玲 《复合材料学报》 北大核心 2025年第10期6000-6011,共12页
飞机复合材料结构雷击损伤涉及复杂的电磁-热-电-力多物理场效应。基于冲击应力波传递的冲击力测量方法是隔离强电磁极端环境、实现雷击力学冲击测量的有效手段。本文通过研究基于传递结构的应力波测量方法,对比应力传递结构及材料对应... 飞机复合材料结构雷击损伤涉及复杂的电磁-热-电-力多物理场效应。基于冲击应力波传递的冲击力测量方法是隔离强电磁极端环境、实现雷击力学冲击测量的有效手段。本文通过研究基于传递结构的应力波测量方法,对比应力传递结构及材料对应力传递特性的影响规律,提出了一种由ZrO_(2)陶瓷传递件-聚偏二氟乙烯(PVDF)传感器-支撑组件(ZrO_(2)陶瓷杆-环氧板-钢板)组成的新型测量结构,应力衰减系数大于90%。研究了适用于该传递结构的PVDF有效区域压电关系标定方法,获得了不同电压范围内冲击力转化系数。进一步地,研究了碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)形变对雷电冲击力测量准确度的影响规律,提出了适用于CFRP的雷电冲击力衰减系数优化处理方法。在此基础上,设计并研制了适用于雷电环境的冲击力测量装置。应用于CFRP模拟雷电流实验,实现了雷电冲击力完整波形的测量,研究发现8/20μs、9.48 kA的雷电流在注入点附近5 mm内产生的冲击力为1.707 MPa。本文可为雷击力学效应的定量评估奠定坚实的实验基础。 展开更多
关键词 cfrp 雷击 PVDF 力学效应 测量方法
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CFRP约束方钢管锂渣混凝土短柱轴压试验研究及力学性能分析
17
作者 邓治平 梁炯丰 王云晨 《混凝土》 北大核心 2025年第8期9-11,共3页
为探究CFRP约束方钢管锂渣混凝土短柱轴心受压力学性能,设计锂渣取代率、CFRP布包裹层数及CFRP布包裹间距为变化参数,完成了5个试件的轴压试验。记录了试件的破坏形态,分析了试件受压过程的荷载-位移曲线,研究了锂渣取代率、CFRP包裹层... 为探究CFRP约束方钢管锂渣混凝土短柱轴心受压力学性能,设计锂渣取代率、CFRP布包裹层数及CFRP布包裹间距为变化参数,完成了5个试件的轴压试验。记录了试件的破坏形态,分析了试件受压过程的荷载-位移曲线,研究了锂渣取代率、CFRP包裹层数及间距对试件承载力、延性及初始刚度的影响。 展开更多
关键词 钢管混凝土 锂渣 cfrp 延性 刚度
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CFRP层间钻削出口损伤机理及多参量优化设计
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作者 李树健 李晴晴 +3 位作者 杨彭 刘翔宇 李常平 李鹏南 《机械工程学报》 北大核心 2025年第19期430-442,共13页
碳纤维增强复合材料(Carbon fiber reinforced plastics,CFRP)因其优异特性在航空航天、军工国防等核心领域得到广泛应用。钻削是实现CFRP制孔的最常用方式。为满足某些特殊场景需求,以钻削方向平行于CFRP层间界面为主要加工特征的新型... 碳纤维增强复合材料(Carbon fiber reinforced plastics,CFRP)因其优异特性在航空航天、军工国防等核心领域得到广泛应用。钻削是实现CFRP制孔的最常用方式。为满足某些特殊场景需求,以钻削方向平行于CFRP层间界面为主要加工特征的新型层间钻削方式开始涌现,其出口损伤形成机制与影响因素成为制约CFRP层间制孔技术的关键。遵从理论与实验相结合的方法,研究了CFRP层间钻削出口损伤的形成机理,探讨了钻头角度、加工参量等因素的影响规律,构建了CFRP层间钻削轴向力和出口损伤的数学预测模型,并进一步以低轴向力、低损伤为目标开展了多参量优化设计。结果表明:层间钻削出口损伤主要受主切削刃和副切削刃影响,而横刃影响较小。在层间钻削出口,0°纤维层主要产生纤维剥离损伤,90°纤维层的纤维断裂模式主要依赖于纤维切削角,在45°或135°纤维层内形成层内撕裂损伤。随钻头顶角增加轴向力增大,出口毛刺和层内撕裂减少。螺旋角对轴向力的影响相对较小,但增大螺旋角会减少出口毛刺。随进给量增加轴向力增大,综合损伤因子减小,而主轴转速的影响则不明显。为获得较低的轴向力和出口损伤,本研究建议采用的刀具角度和加工参量匹配组合为:钻头顶角80.5°、螺旋角15.2°、主轴转速11385 r/min、进给量0.0106 mm/r。 展开更多
关键词 cfrp 层间钻削 出口损伤 钻头角度 加工参量
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内置CFRP管的圆钢管再生混凝土短柱偏压性能分析
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作者 许伟 魏玉波 张海霞 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期317-326,共10页
研究内置CFRP管的圆钢管再生混凝土短柱偏压性能,分析偏压短柱受力过程,并修正偏压承载力的计算公式。利用有限元分析软件建立组合短柱模型并验证其有效性;基于有限元模拟结果对组合柱偏心承载力公式进行修正。当偏心率从0.33增大到0.65... 研究内置CFRP管的圆钢管再生混凝土短柱偏压性能,分析偏压短柱受力过程,并修正偏压承载力的计算公式。利用有限元分析软件建立组合短柱模型并验证其有效性;基于有限元模拟结果对组合柱偏心承载力公式进行修正。当偏心率从0.33增大到0.65时,组合柱的偏心承载力降低了35.3%,但其延性有所提高;当CFRP厚度从0增加到0.668 mm时,组合柱的偏心承载力提高了53.6%;CFRP厚度每增加0.167 mm,承载力提高了9.3%~13.7%,同时,组合柱的延性先增大后减小。随着再生骨料取代率的增加,组合柱的偏心承载力降低,而对其延性的影响相对较小;内置CFRP圆管的圆钢管再生混凝土短柱具有良好的偏压性能,修正的承载力公式可较好地计算其偏压承载力。 展开更多
关键词 cfrp管 钢管再生混凝土 承载力公式 偏压 有限元分析
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芳纶纤维对CFRP层合板的雷电防护效应
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作者 张铁纯 夏安 +3 位作者 孙斌 张波 司晓亮 黄业园 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第6期71-77,共7页
芳纶纤维具有良好的电热绝缘性和阻燃特性,本文利用芳纶纤维织物作为金属铜网和碳纤维复合材料层合板之间的隔离层,制备了无芳纶纤维、单层芳纶纤维和双层芳纶纤维三种结构复合材料层合板,通过雷电试验、建立电-热耦合模型以及无损超声... 芳纶纤维具有良好的电热绝缘性和阻燃特性,本文利用芳纶纤维织物作为金属铜网和碳纤维复合材料层合板之间的隔离层,制备了无芳纶纤维、单层芳纶纤维和双层芳纶纤维三种结构复合材料层合板,通过雷电试验、建立电-热耦合模型以及无损超声C扫描技术方法,分析了含芳纶纤维的复合材料层合板在雷电流C波和D波作用下的雷电防护效果以及芳纶纤维厚度对复合材料层合板雷电防护效率的影响,讨论了芳纶纤维织物作为隔离层的雷电防护机制。研究结果表明:在雷电流C波和D波作用下,与无芳纶纤维相比,单层芳纶纤维复合材料层合板的第一层碳纤维面积损伤分别减小了69.1%和78.9%,深度损伤分别减小了72.2%和68.8%;双层芳纶纤维的碳纤维层合板均无雷击损伤。这证明芳纶纤维能够抵御电流厚度方向流入,大幅减小了CFRP层合板的电流密度和雷击烧蚀损伤。此研究可为CFRP层合板雷电防护结构设计提供有力支撑。 展开更多
关键词 芳纶纤维 cfrp层合板 雷击损伤 雷电防护
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