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CFRP筋及索弹性模量预测及测试试验研究
1
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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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
2
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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开槽外贴CFRP布-混凝土界面的黏结性能 被引量：2
3
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
4
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
5
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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多种黏结介质下CFRP筋材复合式锚具长期性能试验
6
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复合材料雷电冲击力测量方法
7
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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海水浸泡CFRP筋性能退化试验及其退化机理
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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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
9
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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内置CFRP管的圆钢管再生混凝土短柱偏压性能分析
10
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
11
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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CFRP加固承受主管轴力作用X形管节点轴压承载力试验研究
12
作者 黄超 邵永波 +1 位作者 欧佳灵 曹艺濒 《建筑钢结构进展》 北大核心 2025年第6期1-12,共12页
为研究主管承载下碳纤维增强聚合物(CFRP)加固X形管节点在支管轴压作用下的承载力,本文完成了4个X形管节点的轴压加载试验。在X形管节点试验过程中,实测了轴压承载力、位移以及相贯区域应变数据,研究了试件的失效模式、轴压承载力及应... 为研究主管承载下碳纤维增强聚合物(CFRP)加固X形管节点在支管轴压作用下的承载力,本文完成了4个X形管节点的轴压加载试验。在X形管节点试验过程中,实测了轴压承载力、位移以及相贯区域应变数据,研究了试件的失效模式、轴压承载力及应变发展规律。通过有限元软件ABAQUS建立了主管承载下CFRP加固X形管节点的有限元模型,将数值模拟结果与试验测试结果进行对比,验证了建立的有限元模型的准确性。此外,本文还研究了初始承载率、支管与主管直径比、主管径厚比和CFRP缠绕层数对X形管节点承载力的影响。试验结果表明采用CFRP加固X形管节点可以有效地提高试件的轴压承载力,随着CFRP加固层数的增加,管节点轴压承载力显著提升。相较于主管未承载的CFRP加固X形管节点,主管初始承载率为28%的CFRP加固X形管节点的轴压承载力仅下降3.2%,且主管承载不会改变CFRP加固X形管节点的失效模式。有限元参数结果表明随着初始承载率的增加,管节点承载力均降低。CFRP加固能够补偿主管承载对管节点承载力降低的影响,缠绕CFRP层数越多,承受主管轴力作用的X形管节点承载力下降越少。 展开更多
关键词 X形管节点 主管承载 cfrp 失效模式 轴压承载力
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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
13
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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基于长标距FBG的智能CFRP筋等幅疲劳试验研究
14
作者 邓朗妮 王修养 +3 位作者 李华 邹易清 石伟 钟卿瑜 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第4期1700-1709,共10页
桥梁拉索作为缆索承重桥梁结构中最重要的组成部分,服役过程中经常受到车辆荷载和外部环境等疲劳荷载的影响,对其进行索力监测至关重要。然而,传统CFRP拉索索力监测存在难以满足服役期内全时且高量程监测的问题。因此,基于长标距FBG传... 桥梁拉索作为缆索承重桥梁结构中最重要的组成部分,服役过程中经常受到车辆荷载和外部环境等疲劳荷载的影响,对其进行索力监测至关重要。然而,传统CFRP拉索索力监测存在难以满足服役期内全时且高量程监测的问题。因此,基于长标距FBG传感技术,将FBG传感器螺旋封装于CFRP筋中,研制出一种监测传感元件(智能CFRP筋)。通过等幅疲劳试验,探究FBG中心波长变化和疲劳次数的关系、不同循环次数下FBG中心波长变化与荷载的关系以及无负载中心波长值与疲劳循环次数的关系,提出了疲劳退化后智能CFRP筋拉力计算的近似修正公式。结果表明:在疲劳荷载下,FBG中心波长在荷载初始阶段出现较为明显的变化,进入稳定阶段后,其随循环次数的增加趋于平稳,相同应力幅下,较大的螺旋倾角可以降低长标距FBG的应变灵敏度;不同疲劳循环次数后进行静力拉伸,FBG中心波长变化与荷载曲线呈现良好的线性关系,荷载传感系数与疲劳试验前相比,其最大变化率为2.05%,说明智能CFRP筋在疲劳荷载下传感性能良好;在疲劳试验过程中,智能CFRP筋的无负载波长值随循环次数的变化呈现出由快到慢,最后趋于平稳的变化过程,在疲劳试验稳定阶段,其无负载波长值变化量与初始拉伸阶段相比变化率在2.47%以内,说明智能CFRP筋在循环卸载后依然有良好的传感性能;将试验数据代入提出的疲劳退化后智能CFRP筋拉力计算的近似修正公式进行验证,得到螺旋角度为15°的误差值在3.6%~6.0%、螺旋角度为30°的误差值在3.3%~7.5%。试验结果可为CFRP拉索智能监测的后续研究及应用提供一定的理论依据。 展开更多
关键词 FBG cfrp 疲劳试验 应变传感 应变灵敏度
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预应力CFRP布置方式对加固含复合型边裂纹钢结构的疲劳性能影响
15
作者 叶华文 张超凡 +2 位作者 邓加林 何建希 邓雪峰 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第2期82-92,共11页
为提高预应力碳纤维增强复合材料(CFRP)对疲劳开裂钢结构的加固效率,以预应力CFRP加固含复合型边裂纹受拉钢板为研究对象,通过既有疲劳试验和裂纹扩展有限元模拟进行不同预应力CFRP布置方式加固的预裂受拉钢板的裂纹扩展行为以及疲劳寿... 为提高预应力碳纤维增强复合材料(CFRP)对疲劳开裂钢结构的加固效率,以预应力CFRP加固含复合型边裂纹受拉钢板为研究对象,通过既有疲劳试验和裂纹扩展有限元模拟进行不同预应力CFRP布置方式加固的预裂受拉钢板的裂纹扩展行为以及疲劳寿命研究。结果表明:相比CFRP加固量和初始裂纹尺寸,预应力CFRP布置方式对含复合型边裂纹钢板的裂纹扩展行为的影响最显著;沿名义主拉应力方向布置预应力CFRP的裂纹扩展驱动力消减率比垂直于初始裂纹长度方向布置的高1倍,疲劳寿命提高率则高约3倍,并随着预应力水平的增加,沿主拉应力方向布置的加固优势更加明显;在CFRP加固刚度比为0.18、钢板预压应力为30 MPa情况下,沿名义主拉应力方向布置的预应力CFRP可提高疲劳寿命超百倍,加固效率比非预应力CFRP高5倍以上。 展开更多
关键词 钢结构 加固 预应力cfrp 布置方式 复合型边裂纹 扩展行为 疲劳寿命
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CFRP不锈钢珊瑚海水混凝土T形梁受弯性能试验及承载力计算
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作者 陈宗平 黄禹铭 +2 位作者 周济 李柏均 区王生 《土木工程学报》 北大核心 2025年第9期64-85,共22页
为研究碳纤维增强聚合物(CFRP)-不锈钢海洋混凝土组合梁受弯力学性能,以腹板嵌入式外包U形不锈钢-珊瑚海水混凝土组合梁为基础,并以CFRP布粘贴层数与粘贴部位为变化参数,共制作6根组合梁,统称CFRP不锈钢珊瑚海水混凝土T形梁。进行静力... 为研究碳纤维增强聚合物(CFRP)-不锈钢海洋混凝土组合梁受弯力学性能,以腹板嵌入式外包U形不锈钢-珊瑚海水混凝土组合梁为基础,并以CFRP布粘贴层数与粘贴部位为变化参数,共制作6根组合梁,统称CFRP不锈钢珊瑚海水混凝土T形梁。进行静力加载试验,观察受力演变过程,获得各试验参数对试件受弯力学性能的影响规律。结果表明,试件表现为典型的弯曲破坏,均展现出较高水平的延展性,其中外贴2层CFRP布可使试件延性系数增长至4.98。不锈钢腹板开孔穿筋实现抗剪连接件-型钢一体化的设计方式使得所有试件满足平截面假定与全剪切连接,进而表现出优秀的协调性与整体性。随着内贴层数为1~2层,试件极限承载能力提升12.30%与30.38%,弹性刚度提升27.37%与134.54%,延性系数提升37.33%与46.67%,综上结果建议内贴CFRP布。此外,试验得出的内贴1层与外贴1层CFRP布所带来的试件极限承载能力与弹性刚度增强值,可作为准确预估粘贴多层CFRP布工况下对应力学性能影响参数的基本量。最后,简化连续强度法计算不锈钢珊瑚海水混凝土T形梁极限抗弯承载能力,建立CFRP布不同粘贴工况下试件的极限抗弯承载能力计算公式。 展开更多
关键词 不锈钢 cfrp 组合梁 受弯性能 承载力计算
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海洋环境下CFRP布加固混凝土圆柱约束有效性系数分析
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作者 高婧 吴书航 周月明 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第6期109-117,共9页
为研究海洋环境下CFRP布加固混凝土圆柱构件的约束有效性系数,设置正常环境与海洋环境2种工况,进行了5组共27个混凝土圆柱试件轴压试验,对比分析各组试件的破坏形态、轴向变形、极限破坏荷载值,并计算出了海洋环境下CFRP布约束混凝土圆... 为研究海洋环境下CFRP布加固混凝土圆柱构件的约束有效性系数,设置正常环境与海洋环境2种工况,进行了5组共27个混凝土圆柱试件轴压试验,对比分析各组试件的破坏形态、轴向变形、极限破坏荷载值,并计算出了海洋环境下CFRP布约束混凝土圆柱理论模型的约束有效性系数。结果表明:海洋环境下,CFRP布与混凝土圆柱的黏结作用得到增强,改变了混凝土圆柱构件的破坏形态;CFRP布加固的层数对混凝土圆柱极限承载力的显著提升并不受海水腐蚀条件影响,海洋环境下的约束有效性系数对该理论模型仍然适用。 展开更多
关键词 cfrp布 混凝土圆柱 海洋环境 轴压性能 破坏形态 约束有效性系数
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CFRP加固震损开洞填充墙RC框架抗震性能试验
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作者 张永兵 王宁 卢丹豪 《桂林理工大学学报》 北大核心 2025年第2期190-198,共9页
为研究碳纤维增强复合材料(CFRP)加固震损开洞填充墙钢筋混凝土(RC)框架的抗震性能,开展了CFRP加固2榀震损开洞填充墙RC框架和1榀震损RC空框架试件的低周往复荷载试验。经CFRP加固后框架的破坏情况与加固前相比,破坏程度明显减小、承载... 为研究碳纤维增强复合材料(CFRP)加固震损开洞填充墙钢筋混凝土(RC)框架的抗震性能,开展了CFRP加固2榀震损开洞填充墙RC框架和1榀震损RC空框架试件的低周往复荷载试验。经CFRP加固后框架的破坏情况与加固前相比,破坏程度明显减小、承载力和延性明显提高。根据试验数据获得了CFRP加固震损试件试验的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、延性、耗能能力等抗震性能参数,结果表明:CFRP加固震损开洞填充墙试件的承载力、延性和耗能能力均有不同程度的提升,加固试件的刚度退化速率比未加固缓慢,试件的初始刚度相比未加固略有下降,但也可以达到甚至超过其破坏前的抗震性能水平,加固后震损试件均表现良好的抗震性能。 展开更多
关键词 开洞砌体填充墙 震损RC框架 cfrp 加固 抗震性能
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CFRP板水平嵌缝加固砖砌体弯曲抗拉性能
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作者 周长东 李添 景杰婧 《应用基础与工程科学学报》 北大核心 2025年第2期389-397,共9页
砖砌体由强度较低、脆性明显的砖块和砂浆砌筑而成,其整体性能和抗震性能较差.将高强度和高模量的碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)板嵌入水平灰缝,能够显著增强砖砌体的整体性和力学性能.为研究CFRP板水平嵌... 砖砌体由强度较低、脆性明显的砖块和砂浆砌筑而成,其整体性能和抗震性能较差.将高强度和高模量的碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)板嵌入水平灰缝,能够显著增强砖砌体的整体性和力学性能.为研究CFRP板水平嵌缝加固对砖砌体弯曲抗拉性能的影响,考虑嵌入CFRP板的间距和CFRP板的宽度,设计了7组共21个砖砌体试件,并开展了沿齿缝截面弯曲抗拉试验.总结分析了试件典型的破坏模式,对比了试件的峰值弯矩、极限挠度和弯曲抗拉强度.试验结果表明:该加固方式对砖砌体弯曲抗拉性能提升效果明显,强度和弯矩提高幅度最大达到900%,挠度提高幅度最大达到450%.基于砌体结构设计规范中的公式,通过对所嵌CFRP板的应变分析得到了CFRP板在受力过程中发挥的作用,并由此建立了加固砌体沿齿缝截面弯曲抗拉强度计算公式,计算值与试验值吻合较好. 展开更多
关键词 砖砌体 cfrp板 水平嵌缝加固 齿缝截面 弯曲抗拉性能 破坏模式 应变分析 强度计算公式
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基于神经网络的CFRP桁架接头缺陷导波检测方法
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作者 周世圆 程宇涵 +3 位作者 邓垚 于全朋 戴乐 盛涛 《北京理工大学学报》 北大核心 2025年第9期907-914,共8页
为解决碳纤维复合材料桁架接头拐角处缺陷的接触式检测可达性差、水浸扫查轨迹规划难的问题,提出一种导波检测方法,用一发一收方式激励接收导波,对导波信号进行小波包分解生成特征图,通过神经网络识别缺陷.研制了CFRP桁架接头缺陷导波... 为解决碳纤维复合材料桁架接头拐角处缺陷的接触式检测可达性差、水浸扫查轨迹规划难的问题,提出一种导波检测方法,用一发一收方式激励接收导波,对导波信号进行小波包分解生成特征图,通过神经网络识别缺陷.研制了CFRP桁架接头缺陷导波检测系统,采用拐角处预制平底孔和分层缺陷的CFRP试样构建数据集,训练卷积神经网络模型,并在检测系统上进行实验.结果表明,该方法能以99%以上的准确率检出6 mm及以上的分层缺陷和2 mm及以上的平底孔缺陷,证实了该方法的有效性,可解决CFRP桁架接头缺陷的检测难题. 展开更多
关键词 碳纤维复合材料(cfrp) 导波 小波分解 卷积神经网络 缺陷检测
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