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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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CFRP布加固输电铁塔角钢轴压承载力试验研究
2
作者 姜岚 路静珂 +3 位作者 胡安龙 熊炜 张华刚 李林杰 《振动与冲击》 北大核心 2026年第4期25-37,共13页
为研究碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)布加固输电铁塔角钢的轴压承载力性能,开展了一组未加固试件与五组加固试件的轴压试验。分析了角钢的破坏形态、荷载-位移关系及荷载-应变关系。基于经试验验证的有限... 为研究碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)布加固输电铁塔角钢的轴压承载力性能,开展了一组未加固试件与五组加固试件的轴压试验。分析了角钢的破坏形态、荷载-位移关系及荷载-应变关系。基于经试验验证的有限元模型,进一步探讨了不同铺层角度、粘贴层数、粘贴长度以及试件长细比对轴压承载力的影响。结果表明:试件破坏形式以整体失稳屈曲为主;经CFRP布加固后,角钢试件的轴心受压极限承载力试验值显著提升,增幅可达20%以上;当纤维铺层方向与试件轴向一致时,加固效果最佳;建议CFRP布粘贴长度取试件长度的75%,粘贴层数为两层。在此基础上,基于等效刚度法推导了加固试件极限承载力的理论计算方法,与精细化数值模拟结果对比表明,该理论方法精度较高,误差在10%以内。 展开更多
关键词 输电铁塔 角钢加固 轴压试验 碳纤维增强复合材料(CFRP) 承载力 屈曲 有限元
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智能CFRP筋应变传递试验及有限元分析
3
作者 邓朗妮 牛家宝 +3 位作者 杨洲 邹易清 石伟 钟卿瑜 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2026年第1期236-248,共13页
作为大跨度桥梁的主要承重构件,拉索会随着时间的推移出现老化损伤。因此,对在役桥梁拉索进行健康监测对保障桥梁安全至关重要。本研究针对传统CFRP(carbon fiber reinforced polymer)拉索索力监测技术量程不足的问题,提出基于长标距FB... 作为大跨度桥梁的主要承重构件,拉索会随着时间的推移出现老化损伤。因此,对在役桥梁拉索进行健康监测对保障桥梁安全至关重要。本研究针对传统CFRP(carbon fiber reinforced polymer)拉索索力监测技术量程不足的问题,提出基于长标距FBG传感技术的螺旋缠绕式智能CFRP筋结构优化方法。基于复合材料减滞模型理论,构建应变传递解析方程,验证智能CFRP筋通过降低应变传递率实现监测量程提升的理论可行性。采用参数化有限元模拟结合试验验证的方法,定量分析螺旋角度、标距比、胶粘层长度及胶粘剂类型等设计参数对应变传递率的影响规律。在对智能CFRP筋进行有限元拉伸模拟的同时,截取不同角度下智能CFRP筋的表面应变图,根据不同角度下的表面应变图,引入修正系数对试验实测智能CFRP筋表面应变进行修正。研究结果表明:应变传递率与螺旋角度、标距比成反比,其中螺旋角度影响最为显著,当螺旋角度从15°增加到35°时,平均应变传递率从81.42%降低到44.14%;标距比次之,当标距比从1增加到3时,平均应变传递率从57.61%降低到44.89%;胶粘层参数对智能CFRP筋的应变传递率影响较小。引入修正系数对试验实测智能CFRP筋表面应变进行修正,修正后的智能CFRP筋应变传递率试验值和模拟值最小误差为0.29%。研究结果为智能CFRP筋的结构设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 应变传递率 静载拉伸试验 有限元分析 设计参数 智能CFRP筋
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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
4
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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活性破片毁伤无人机等效复合靶实验研究
5
作者 王璐瑶 李梅 +1 位作者 周鑫 门建兵 《包装工程》 北大核心 2026年第3期273-282,共10页
目的研究活性破片对无人机的增强毁伤机理,揭示其毁伤效能与靶板结构参数间的内在规律。方法将无人机的“蒙皮+主承力框梁”结构等效为CFRP/LY12铝双层间隔靶,通过弹道枪驱动活性破片,以(1540±80)m/s冲击不同厚度组合的间隔靶(CFR... 目的研究活性破片对无人机的增强毁伤机理,揭示其毁伤效能与靶板结构参数间的内在规律。方法将无人机的“蒙皮+主承力框梁”结构等效为CFRP/LY12铝双层间隔靶,通过弹道枪驱动活性破片,以(1540±80)m/s冲击不同厚度组合的间隔靶(CFRP:3、6 mm;LY12铝:1、3、4 mm)。结合高速摄影与毁伤形貌分析,研究其响应行为与毁伤机制。结果CFRP靶的破坏模式与厚度相关,3 mm靶为剪切破坏,6 mm靶则为背面拉伸破坏。虽然活性破片侵彻CFRP靶时未直接释能,但在靶后形成含化学能的碎片云,二次撞击铝靶时被激活并持续燃烧,产生远超惰性破片的撕裂与扩孔效应。随铝靶厚度增加至4 mm,碎片云侵彻能力受限,燃烧云团滞止于间隔层间、燃烧时间与火光区面积增大。结论活性破片通过“动能侵彻+化学能释能+动态撕裂”的增强毁伤作用,实现对无人机复合结构的高效毁伤。无人机靶板厚度匹配关系直接影响毁伤模式与释能过程。本研究为活性破片冲击释能机理分析与面向无人机的战斗部设计提供了参考。 展开更多
关键词 活性破片 冲击释能行为 高温毁伤区 毁伤效应 CFRP靶 间隔靶
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不同表面形式CFRP筋与混凝土间黏结性能研究
6
作者 欧阳霖泽 宋晓滨 +2 位作者 尹从儒 肖绪文 亓立刚 《土木工程学报》 北大核心 2026年第3期47-58,共12页
为研究不同表面形式CFRP筋与混凝土的黏结性能与破坏机理,制作7组共21个尺寸为150 mm×150 mm×150 mm的中心拉拔试件,对4种不同表面形式的CFRP筋(粗纤维缠绕筋、细纤维缠绕筋、压纹筋、碳绞线)与混凝土的黏结性能进行试验研究... 为研究不同表面形式CFRP筋与混凝土的黏结性能与破坏机理,制作7组共21个尺寸为150 mm×150 mm×150 mm的中心拉拔试件,对4种不同表面形式的CFRP筋(粗纤维缠绕筋、细纤维缠绕筋、压纹筋、碳绞线)与混凝土的黏结性能进行试验研究。通过分析黏结界面破坏情况与黏结滑移曲线,评估不同表面形式CFRP筋与混凝土的黏结性能,并揭示其黏结破坏机理。结果表明:试件的破坏模式分为劈裂破坏与拔出破坏。CFRP筋存在3种不同的黏结破坏界面:压纹筋与碳绞线为混凝土-筋界面,细纤维缠绕筋为纤维肋-筋界面,粗纤维缠绕筋为表面胶层-内部碳芯界面。碳绞线与混凝土黏结力的主要组成成分为摩擦力,而另外3种表面形式筋为机械咬合力。黏结性能由强到弱依次为压纹筋、粗纤维缠绕筋、细纤维缠绕筋、碳绞线,压纹筋的黏结强度约为碳绞线的5倍。 展开更多
关键词 CFRP筋 黏结性能 表面形式 黏结机理 黏结滑移
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高温热解损伤对碳纤维/环氧树脂基复合材料层合板冲击后剩余压缩强度的影响
7
作者 曹东风 陈奕君 +6 位作者 蔡伟 陈振毅 郑凯东 冀运东 夏俊康 胡海晓 李书欣 《复合材料学报》 北大核心 2026年第1期170-184,共15页
复合材料在高温环境下会发生一系列的物理化学反应,基体和基纤界面在高温热解后会产生损伤。这些热解损伤会降低复合材料的力学性能,进而影响结构的承载能力。为了研究高温热解损伤对碳纤维增强复合材料(CFRP)层合板冲击后剩余压缩强度... 复合材料在高温环境下会发生一系列的物理化学反应,基体和基纤界面在高温热解后会产生损伤。这些热解损伤会降低复合材料的力学性能,进而影响结构的承载能力。为了研究高温热解损伤对碳纤维增强复合材料(CFRP)层合板冲击后剩余压缩强度的影响,本文开展了一系列不同高温条件下CFRP层合板热解实验与冲击后压缩实验,借助扫描电镜(SEM)、超声C扫和数字图像相关技术(DIC)等多种表征手段,研究高温热解损伤对CFRP层合板冲击后压缩剩余强度与失效模式的影响机制。研究结果表明,当CFRP层合板的热解失重率为0.35%、1.4%、4.8%和9.2%时,对应的冲击后剩余压缩强度相较于未热解试样分别降低了7.49%、36.61%、54.51%和89.43%。高温热解后的CFRP层合板的抗冲击能力和冲击后剩余压缩强度随着复合材料热解程度的升高而逐渐降低,尤其是在热解温度超过了250℃时CFRP层合板的抗冲击性能出现了显著下降,这是由于高温环境下热解孔洞大量的萌生和发展以及层间/层内不同方向的热应力均会导致复合材料内部产生较大的分层损伤和层内裂纹,进一步导致复合材料力学性能退化和层间性能降低。随着CFRP复合材料热解损伤程度逐渐增大,含热解损伤的CFRP层合板冲击后压缩失效模式主要由局部屈曲导致的剪切破坏转变成为由层间性能降低导致的分层破坏。该实验结果可为高温热解环境下复合材料结构设计与安全性评估提供一定的指导。 展开更多
关键词 CFRP 高温热解 冲击损伤 失效模式 剩余压缩强度
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CFRP加固火灾损伤装配式混凝土柱力学性能研究
8
作者 宋博琛 苗吉军 +2 位作者 赵玉亮 彭婷婷 刘才玮 《山东建筑大学学报》 2026年第1期35-42,共8页
为了研究中部节点连接装配式混凝土柱受火加固后的力学性能,文章设计制作3根足尺寸试件,依次进行限时火灾试验、碳纤维材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)修复加固试验与拟静力试验。结果表明:3根试件柱均发生弯曲破坏,火灾使... 为了研究中部节点连接装配式混凝土柱受火加固后的力学性能,文章设计制作3根足尺寸试件,依次进行限时火灾试验、碳纤维材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)修复加固试验与拟静力试验。结果表明:3根试件柱均发生弯曲破坏,火灾使得试件侧向承载力下降了8.4%;使用CFRP加固使受火试件的侧向承载力提高了31.3%,比未受火试件提升了20.7%,CFRP加固显著提高了试件的承载力。通过对比计算所得的理论抗弯承载力与试验抗弯承载力,可知提出的中部连接装配式混凝土柱承载力计算方法具有较高的精度。 展开更多
关键词 装配式混凝土柱 火灾损伤 CFRP加固 抗弯性能
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CFRP修复钢Ⅰ/Ⅱ混合型裂纹扩展研究进展及展望
9
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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CFRP防撞梁低速碰撞铺层优化及轻量化
10
作者 王鹏飞 梁伟 《塑料》 北大核心 2026年第1期158-165,171,共9页
碳纤维增强复合材料(CFRP)是一种质量轻、强度高的材料,被广泛应用于飞机、地铁、汽车等轻量化设计。以CFRP防撞梁为研究对象,从微观和宏观2个层面对CFRP防撞梁正面低速碰撞损伤特性和耐撞性能进行了研究。首先建立CFRP的RVE模型,以获... 碳纤维增强复合材料(CFRP)是一种质量轻、强度高的材料,被广泛应用于飞机、地铁、汽车等轻量化设计。以CFRP防撞梁为研究对象,从微观和宏观2个层面对CFRP防撞梁正面低速碰撞损伤特性和耐撞性能进行了研究。首先建立CFRP的RVE模型,以获得不同碳纤维体积分数的CFRP力学性能参数。然后,建立低速碰撞仿真模型,在验证Q345防撞梁模型可靠性并取得其碰撞性能的基础上,根据Hashin失效准则,对CFRP防撞梁在正面低速条件下的碰撞性能进行了研究。研究表明,CFRP防撞梁低速碰撞主要损伤模式为纤维压缩损伤和基体拉伸损伤,当CFRP碳纤维的体积分数为55%时,抵抗低速碰撞的冲击性能较好;随着0°铺层比例的增加,防撞梁低速碰撞的耐撞性明显提高。与传统的Q345防撞梁相比,CFRP防撞梁优化后,比吸能量增加76.6%,碰撞峰值力降低23.4%,质量降低了76.4%,耐撞性能提高。 展开更多
关键词 CFRP RVE模型 Hashin失效准则 复合材料防撞梁 轻量化
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基于非线性Lamb波的胶接修补CFRP拉伸损伤优化
11
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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GFRP约束FRP筋增强混凝土柱抗震性能试验与分析
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作者 付欣 潘墨岚 +1 位作者 王代玉 吴端硕 《建筑结构》 北大核心 2026年第2期63-71,共9页
为提高柱的抗震性能,提出一种配置玻璃纤维增强复合材料(GFRP)纵筋且受封闭式碳纤维增强复合材料(CFRP)箍筋和外包GFRP布混合约束的新型GFRP约束纤维增强复合材料(FRP)筋增强混凝土(GCFRC)柱,其中GFRP纵筋可减小GCFRC柱残余位移,外包GFR... 为提高柱的抗震性能,提出一种配置玻璃纤维增强复合材料(GFRP)纵筋且受封闭式碳纤维增强复合材料(CFRP)箍筋和外包GFRP布混合约束的新型GFRP约束纤维增强复合材料(FRP)筋增强混凝土(GCFRC)柱,其中GFRP纵筋可减小GCFRC柱残余位移,外包GFRP布和CFRP箍筋能提升混凝土的轴向强度和变形能力,封闭式箍筋工艺可避免锚固破坏、提高弯曲段强度,并充分发挥材料性能。为探究GCFRC柱的抗震性能,对6根柱进行拟静力加载试验;对比分析荷载⁃位移滞回曲线、骨架曲线、残余位移角、滞回耗能和应变发展规律。试验结果表明,增加外包GFRP布层数和减小CFRP箍筋间距,可有效提高GCFRC柱的水平承载力和延性,减小残余变形,但对单圈滞回耗能影响有限。基于OpenSees软件,进行GCFRC柱抗震性能数值模拟分析。模拟结果与试验结果吻合较好,可用于该类柱的抗震性能分析和设计。 展开更多
关键词 纤维增强复合材料(FRP) 玻璃纤维增强复合材料(GFRP) 碳纤维增强复合材料(CFRP) 约束混凝土 拟静力试验 抗震性能
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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
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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加固受损中空夹层钢管混凝土T型节点抗冲击性能数值分析
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作者 林铭轩 刘菲菲 《中国建材科技》 2026年第1期32-38,共7页
本文基于ABAQUS建立中空夹层钢管混凝土T型节点(CFDST-T)有限元模型,通过首次冲击获得受损构件,并采用CFRP包裹进行二次冲击分析,探讨其抗冲击性能提升机制。结果表明,CFRP可显著增强受损节点的抗冲击能力,且初始损伤越重,加固效果越显... 本文基于ABAQUS建立中空夹层钢管混凝土T型节点(CFDST-T)有限元模型,通过首次冲击获得受损构件,并采用CFRP包裹进行二次冲击分析,探讨其抗冲击性能提升机制。结果表明,CFRP可显著增强受损节点的抗冲击能力,且初始损伤越重,加固效果越显著。纵向(L向)包裹效果最佳,H向次之,V向较弱。随包裹厚度增加,H、V向强化作用趋于饱和,而L向表现更好。能量分析表明,CFRP主要通过抑制位移提升整体刚度,对峰值冲击力及能量吸收改善有限。最后建立综合抗冲击性能指标(ICPI),实现加固效果的量化评价。 展开更多
关键词 中空夹层钢管混凝土 CFRP加固 T型节点 冲击荷载
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铝/CFRP面板蜂窝夹层结构低速冲击特性
15
作者 黄治镡 何成龙 +2 位作者 王玉浩 贾松 蒲彦蓉 《复合材料学报》 北大核心 2026年第1期446-461,共16页
为提高碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)面板蜂窝夹层结构的抗低速冲击性能,针对蜂窝夹层结构面板,采用纤维和金属交替铺层(Fiber metal laminates,FML)的思路,设计了4种面密度相近的铝/CFRP叠层结构,... 为提高碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)面板蜂窝夹层结构的抗低速冲击性能,针对蜂窝夹层结构面板,采用纤维和金属交替铺层(Fiber metal laminates,FML)的思路,设计了4种面密度相近的铝/CFRP叠层结构,并进行了不同冲击能量的低速冲击试验。通过建立低速冲击有限元模型,研究了不同叠层顺序对应力传播的影响以及蜂窝夹层结构的失效过程。同时,对比分析了不同试件面板的损伤形态和极限载荷,并探讨了不同破坏模式下的吸能的规律。研究结果表明,面板的叠层方式显著影响面板的力学特性。在损伤形态方面,表层的铝板损伤表现为沿凹痕向纤维铺层方向扩展的裂纹,而表层的CFRP层失效区域表现为沿纤维方向的脆性断裂。在承载极限方面,Al-CF的叠层方式表现最优,其次是CF-Al-CF,与纯CFRP面板的蜂窝夹层结构相比,这两种叠层方式的极限载荷分别提高了22.18%、5.18%。在能量吸收方面,当面板未被穿透时,FML面板蜂窝夹层结构的能量吸收均高于纯CFRP面板蜂窝夹层结构;当面板发生穿透破坏时,Al-CF、Al-CF-Al、CF-Al-CF叠层结构所需能量分别比纯CFRP面板试样提高了33.6%、19.6%、22.10%。 展开更多
关键词 夹层结构 CFRP 低速冲击 能量吸收 破坏模式
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CFRP筋增强地聚合物基体加固预损钢筋混凝土梁的抗弯性能试验
16
作者 雷真 盛靖权 +4 位作者 张赛 谭双泉 夏尉博 贺书云 张力 《地震工程与工程振动》 北大核心 2026年第1期164-177,共14页
本文介绍了一种关于采用碳纤维增强塑料(carbon fiber reinforced plastics,CFRP)筋增强地聚合物基体加固预损钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)梁抗弯性能的试验工作。为研究该复合体系加固RC梁的抗弯性能,开展了四点弯曲静载试验研... 本文介绍了一种关于采用碳纤维增强塑料(carbon fiber reinforced plastics,CFRP)筋增强地聚合物基体加固预损钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)梁抗弯性能的试验工作。为研究该复合体系加固RC梁的抗弯性能,开展了四点弯曲静载试验研究,考虑了地聚合物砂浆的强度以及原梁的预损伤程度对加固效果的影响,共制备了5根RC梁构件,其中1根为对比梁,其余4根采用该体系下不同的加固方法。试验研究结果表明,该加固体系可以有效地提高RC梁的承载力,试件开裂荷载提高23.3%~83.1%,屈服荷载提高39.6%~63.2%,极限荷载提高68.8%~105%,表现出较好的加固效果;通过加固处理后,试件的抗弯刚度显著提升,刚度相比对照梁提高了42.0%~61.6%,这一改进有效抑制了裂缝的扩展速率及发展规模,进而增强了结构构件的荷载承受能力;有无预损伤对加固试件延性影响微乎其微,加固后的试件在屈服后有较好的变形能力,这与CFRP筋和地聚合物基体的协同作用有关,同时往地聚合物砂浆中添加一定量的钢纤维有利于提高加固构件的延性。 展开更多
关键词 地聚合物砂浆 CFRP筋 预损RC梁 抗弯加固 试验研究
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日本东丽工业株式会社研发碳纤维增强塑料低温回收技术
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作者 燕春晖(摘译) 《石油炼制与化工》 北大核心 2026年第3期73-73,共1页
热固性碳纤维增强聚合物(CFRP)的回收难题一直制约着其全生命周期的绿色发展。传统回收多采用高温热解工艺,易造成碳纤维热损伤、表面树脂残留难控制,且碳排放较高。为解决上述问题,日本东丽工业株式会社(简称东丽)依托有机合成与高分... 热固性碳纤维增强聚合物(CFRP)的回收难题一直制约着其全生命周期的绿色发展。传统回收多采用高温热解工艺,易造成碳纤维热损伤、表面树脂残留难控制,且碳排放较高。为解决上述问题,日本东丽工业株式会社(简称东丽)依托有机合成与高分子聚合领域的技术积淀,研发出可在低温下分解热固性CFRP的回收技术,并基于此技术制备出再生碳纤维(rCF)无纺布,已向客户提供原型样品,开启了高值化、低碳化回收的新路径。 展开更多
关键词 碳纤维增强塑料 热固性CFRP 东丽工业株式会社
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跨逆断层碳纤维加固海底管道抗错动性能研究 被引量：1
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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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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
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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
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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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