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激光功率对激光加工CFRPs热损伤影响研究
1
作者 段自海 梁群 +1 位作者 陈嘉辉 冯喜平 《激光杂志》 CAS 北大核心 2023年第2期19-24,共6页
激光加工通过迅速升温实现材料去除,能够克服传统碳纤维增强复合材料(CFRPs)加工过程中出现的热损伤而导致的加工质量问题,成为了CFRPs精密加工的先进技术。为探究激光功率对CFRPs切割过程的影响机理,针对CFRPs激光切割过程,建立了综合... 激光加工通过迅速升温实现材料去除,能够克服传统碳纤维增强复合材料(CFRPs)加工过程中出现的热损伤而导致的加工质量问题,成为了CFRPs精密加工的先进技术。为探究激光功率对CFRPs切割过程的影响机理,针对CFRPs激光切割过程,建立了综合考虑激光功率分布特性、材料相变烧蚀特性、材料各向异性和空气对流的三维介观耦合模型,应用COMSOL5.6进行了数值模拟。模拟结果表明,环氧树脂的烧蚀量随时间的变化呈三次函数关系,碳纤维的烧蚀量呈一次函数关系,且环氧树脂的去除速率高于碳纤维去除速率。此外,热影响区(HAZ)宽度随激光功率增大而增大,随时间变化呈三次函数关系。 展开更多
关键词 激光技术 cfrps 激光功率 热影响区(HAZ) 数值模拟
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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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碳纤维复合靶板抗破片侵彻弹道极限
4
作者 李巧歌 梁增友 +2 位作者 盛鹏 王春光 郝永强 《复合材料学报》 北大核心 2025年第2期825-834,共10页
碳纤维复合材料(CFRPs)在国防科技中广泛应用,已经成为主承力构件及部分结构的防护材料,研究其抗破片侵彻性能为科研人员提高碳纤维复合材料性能、进行防护结构设计提供依据。为研究碳纤维复合材料靶板受破片侵彻的毁伤机制及弹道极限速... 碳纤维复合材料(CFRPs)在国防科技中广泛应用,已经成为主承力构件及部分结构的防护材料,研究其抗破片侵彻性能为科研人员提高碳纤维复合材料性能、进行防护结构设计提供依据。为研究碳纤维复合材料靶板受破片侵彻的毁伤机制及弹道极限速度,进行8 g立方体钢破片分别侵彻厚5 mm、10 mm、15 mm碳纤维复合材料靶板数值仿真与试验,得到破片侵彻碳纤维复合材料靶板的数值仿真弹道极限与六射弹弹道极限速度,数值仿真弹道极限与六射弹弹道极限最大误差为6.21%。利用数值仿真方法得到大量不同着靶速度与对应的剩余速度,基于THOR公式建立破片侵彻碳纤维复合材料靶板剩余速度模型与弹道极限计算公式。对弹道极限公式进行试验验证,选取不同工况下的六射弹弹道极限,与理论计算值进行对比,结果表明,同一工况下,试验结果与计算结果最大误差为4.54%。 展开更多
关键词 碳纤维复合材料(cfrps) 数值仿真 弹道侵彻试验 毁伤模式 弹道极限
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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
5
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
6
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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跨逆断层碳纤维加固海底管道抗错动性能研究
7
作者 余杨 周志远 +3 位作者 黄明哲 李振眠 徐启龙 余建星 《振动与冲击》 北大核心 2025年第13期230-238,276,共10页
我国海洋油气区块位于环太平洋地震断裂带,长输管道常不可避免地穿越地震断层活跃区。以跨逆断层海底管道作为研究对象,首先建立考虑几何、材料和接触非线性的屈曲失效分析模型,通过文献断层试验和数值模拟结果对比证明了非线性有限元... 我国海洋油气区块位于环太平洋地震断裂带,长输管道常不可避免地穿越地震断层活跃区。以跨逆断层海底管道作为研究对象,首先建立考虑几何、材料和接触非线性的屈曲失效分析模型,通过文献断层试验和数值模拟结果对比证明了非线性有限元模型的正确性。提出了跨断层管段的碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced plastic,CFRP)包层加固方法,模拟逆断层作用下加固前后海底管道屈曲失效过程,量化分析了CFRP包裹长度、包裹层数、包裹角度对海底管道抵抗错动性能的影响。结果表明,逆断层作用下海底管道将出现拉伸失效、屈曲失效和横截面过度变形等失效模式。在断层破裂面附近区域包裹CFRP能够明显增强海底管道抵抗错动性能;包裹角度为±60°,包裹长度为1.4 m,包裹层数为4层的CFRP包层效果较佳。 展开更多
关键词 海底管道 逆断层 非线性有限元 屈曲失效 碳纤维增强复合材料(CFRP)
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外贴碳纤维布加固混凝土梁的徐变试验及有限元模拟 被引量：2
8
作者 张洋 黄悦 +1 位作者 张益宁 孟祥伦 《青岛理工大学学报》 2025年第2期40-48,共9页
通过对2条外贴CFRP加固钢筋混凝土试验梁进行长期持续荷载作用下的持荷试验,并采集相关数据,使用ABAQUS有限元软件UMAT子程序定义混凝土材料的收缩、徐变的数值模型,建立了外贴CFRP加固钢筋混凝土试验梁在长期持续荷载作用下的时变分析... 通过对2条外贴CFRP加固钢筋混凝土试验梁进行长期持续荷载作用下的持荷试验,并采集相关数据,使用ABAQUS有限元软件UMAT子程序定义混凝土材料的收缩、徐变的数值模型,建立了外贴CFRP加固钢筋混凝土试验梁在长期持续荷载作用下的时变分析模型。试验测量数值与有限元分析模型数值差距较小,证明了该模型分析的可靠性,可以利用模型来进行不同数值参数下的有限元分析。同时还考虑了环氧胶黏结剂随时间变化的剪切蠕变行为,发现胶层蠕变对试验梁附加挠度的影响较小,但为了使模拟值更加准确,应考虑胶层蠕变的影响。 展开更多
关键词 CFRP加固混凝土梁 持续荷载 徐变 试验 有限元模拟
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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
9
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
10
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
11
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
12
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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基于PSO-LSTM的碳纤维增强聚合物铣削能耗预测
13
作者 张华 张福童 +1 位作者 鄢威 江志刚 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第4期52-57,65,共7页
碳纤维增强聚合物(CFRP)应用日益广泛,但由于材料的各向异性、高刚度、高比强度等特性使得其二次加工能耗影响因素较多,难以实现准确的预测。针对上述问题,提出了一种基于PSO-LSTM的CFRP铣削能耗预测方法。首先,基于正交试验方法设计了... 碳纤维增强聚合物(CFRP)应用日益广泛,但由于材料的各向异性、高刚度、高比强度等特性使得其二次加工能耗影响因素较多,难以实现准确的预测。针对上述问题,提出了一种基于PSO-LSTM的CFRP铣削能耗预测方法。首先,基于正交试验方法设计了在不同进给量和切削速度下纤维取向为0°、30°、45°、75°的CFRP铣削实验,分析了不同加工参数对能耗的影响;构建了基于粒子群优化长短期记忆神经网络(PSO-LSTM)的预测模型,实现了CFRP铣削能耗的准确预测;最后,对所提模型和方法进行验证,相比于其他算法,所提方法通过性能评价指标MAE为1.972 82、R^(2)为0.998 72,RMSE=2.594 12,验证了该模型的有效性和优越性。 展开更多
关键词 CFRP 铣削 PS0-LSTM 能耗预测
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海水浸泡CFRP筋性能退化试验及其退化机理
14
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层间钻削出口损伤机理及多参量优化设计
15
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
16
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
17
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
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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
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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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CFRP筋及索弹性模量预测及测试试验研究
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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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