碳玻纤维混杂筋力学性能研究

来源 :郑州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kk666
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
纤维增强聚合物(Fiber Reinforced Polymer,FRP)具有质轻、高强和抗腐蚀性能好等优点,是替代钢筋用于混凝土结构的一种新型材料。目前,针对FRP筋的研究主要集中于其拉伸性能上,将两种或两种以上的纤维混杂作为增强相,通过产生分级断裂来解决FRP筋的脆性断裂问题,实现其在拉伸状态下类似钢筋的塑性破坏过程。实际上,FRP筋在混凝土构件中可能同时处于拉伸、压缩、剪切和弯曲应力的耦合状态,准确把握具有拉伸延性FRP筋的基本力学性能对其广泛应用到混凝土结构中具有重要的意义。因此,本文利用自行制备的不同参数的双酚A环氧乙烯基碳纤维/玻璃纤维混杂筋(C/G-HFRP筋),系统研究其拉伸、压缩、剪切和层间剪切性能。主要研究内容如下:(1)根据经典混合理论,采用高模量碳纤维和玻璃纤维混杂增强双酚A环氧乙烯基树脂的方法自主制备不同参数下的C/G-HFRP筋,包括碳纤维的体积分数(1/10~1/4)、碳纤维的分布形式(在截面上集中或分散分布)和总纤维体积率(50%、60%和70%),并进行拉伸试验。结果表明:碳纤维体积分数低于其临界纤维体积率时,C/G-HFRP筋在拉伸状态下表现出明显的塑性破坏特征,拉伸应力-应变曲线可分为线弹性段、伪屈服段和应力硬化段;同时,碳纤维的体积分数和分布形式对C/G-HFRP筋的拉伸延性具有显著的影响;随着碳纤维体积分数的减小,C/G-HFRP筋拉伸延性越来越明显;碳纤维在截面上分散分布时,C/G-HFRP筋的拉伸延性相比于集中分布时更加优越,且在其发生屈服时,应力降低幅度较小;总纤维体积分数为60%时,C/G-HFRP筋的拉伸性能最佳。(2)采用无端部约束压缩试验方法测得不同混杂比、混杂方式和纤维体积率的C/G-HFRP筋的抗压强度约为其拉伸强度的40%左右。无端部约束C/G-HFRP筋受压时大多从端部开始破坏,在泊松效应下发生横向变形而导致劈裂破坏。随着碳纤维含量的增加,其抗压强度也随之降低,且碳纤维分散分布优于集中分布。C/G-HFRP筋抗压强度与纤维体积率呈负相关。(3)利用压式剪切器对不同混杂比、混杂方式和纤维体积率的C/G-HFRP筋进行横向剪切试验,得到的横向抗剪强度均在200MPa以上,约为其拉伸强度的1/5~1/4;其破坏过程可分为三个阶段:纤维与树脂共同受力;树脂退出工作,纤维逐渐弯曲产生正应力;纤维承担全部荷载。(4)自行设计研发了一种受力明晰、操作简单的新型直接剪切装置。同时,结合已有的短梁剪切法和双切口压缩法,对C/G-HFRP筋的层间剪切强度进行对比试验。结果表明:随着碳纤维含量的增加,C/G-HFRP筋层间剪切强度呈先增大后减小的趋势,且碳纤维分散分布的强度高于集中分布。此外,存在最佳纤维体积率能使C/G-HFRP筋的层间剪切性能最优。在三种剪切方法中,直接剪切法能更好地反映纤维混杂对筋材层间剪切强度的影响。
其他文献
背景与目的:慢性肾脏病(Chronic Kidney Disease,CKD)已成为影响人类健康并造成严重国民经济负担的慢性疾病之一,早期通常无明显症状,如果未能及时发现并干预,将进展至终末期肾病。心血管事件是CKD患者最常见的并发症及主要死亡原因;左心室肥厚(Left Ventricular Hypertrophy,LVH)被认为是心血管事件死亡的独立预测因子,早期识别LVH发生对防治CKD患者
中国风元素在北京冬奥会大放异彩,中国风与冰雪运动的跨界创新混搭,孕育出令人叫绝的创意融媒体产品,出圈的报道、创新的表达,也更加彰显了中华传统文化的自信。
目的分析急性心肌梗死后室间隔穿孔(postinfarction ventricular septal rupture,PIVSR)患者药物保守治疗、外科手术治疗以及介入封堵术治疗三种治疗方式的临床特征及随访结果,以指导PIVSR患者的治疗。资料与方法回顾性分析自2017年1月至2020年10月于河南省人民医院心脏中心就诊并确诊为PIVSR的110例患者的临床资料。其中药物治疗组46例、介入封堵术组
学位
可可脂是生产巧克力和部分化妆品的原料,是从可可豆中提取获得的。近年来,可可脂需求增加;但可可树是热带植物,种植面积有限,导致可可脂供应短缺,价格上涨,急需寻找其他的可可脂来源。可可脂主要由16碳和18碳脂肪酸组成,且以1,3-二棕榈酰基-2-油酰基甘油(POP,C16:0–C18:1–C16:0),1-棕榈酰基-3-硬脂酰基-2-油酰基甘油(POS,C16:0–C18:1–C18:0)和1,3-二
产品创新是企业在竞争激烈的市场中持续生存和发展的核心动力,而概念设计是产品实现创新的关键步骤。TRIZ是一种能够引导人们进行发明创新、解决工程问题的系统化方法论,科学效应知识库作为TRIZ中重要的创新资源,在产品的概念设计阶段发挥着重要的作用。关于科学效应知识库的研究主要集中在科学效应的知识表达上,对于科学效应知识图谱的相关研究比较少,本文对科学效应知识图谱的构建过程进行了探索,用知识图谱的方式构
超级电容器以循环寿命长、充放电速度快等优点受到广泛关注,但它的低能量密度不能满足实际生活的需要。为了提高其能量密度,人们在电极材料的选择、设计以及构造非对称器件等方面进行了诸多研究。过渡金属磷酸盐(TMP)具有丰富的氧化还原价态、较好的稳定性和高理论电容等优势,被认为是提高超级电容器能量密度的潜力型材料,但这类材料以扩散控制为主的电化学行为导致其倍率性能和功率密度较差。通过减小电极材料的尺寸、与导
背景和目的免疫性肾病是一组慢性肾小球疾病的总称,紫癜性肾炎(Henochschonlein purpura nephritis,HSPN)、狼疮性肾炎(Lupus nephritis,LN)、免疫球蛋白A(Immunoglobulin A,Ig A)肾病为免疫性肾病的三种类型,均与免疫性肾损害有关,此类肾病发病率呈现逐年上升趋势,且危害严重,可演变为尿毒症,有死亡风险。明确免疫性肾病患者的临床特征
近年来,由于耐药菌的出现严重威胁着人类的生命健康,同时,微生物感染也始终是医疗领域急需解决的重大问题。因此,研发高效、不易使细菌产生耐药性的新型抗菌材料迫在眉睫。二维Ti3C2Tx具有比表面积高、光动力性能强、生物毒性低等优势,在抗菌材料领域受到了广泛的关注。本文以块状Ti3Al C2为原料,采用氢氟酸(hydrofluoric acid,HF)刻蚀、超声剥离、表面改性的方式制得了在水溶液中可稳定
子宫内膜异位症(endometriosis,EMT)简称内异症,是指子宫内膜组织(腺体和间质)出现在子宫体以外的部位。內异症是一种激素依赖性疾病。盆腔是最常见的发生部位。全球有5%~10%的女性受子宫内膜异位症的影响,其中有20%~30%的患有不孕症。内异症可从卵泡发育、排卵、受精卵发育、运输、着床等妊娠的各个环节对正常妊娠造成干扰,从而导致不孕。探讨子宫内膜异位症导致不孕的发病机制对改善內异症患