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湿热环境对CFRP复合材料性能影响研究进展巩天琛,邹田春,冯振宇中国民航大学民用航空器适航审定技术与管理研究中心摘 要:湿热环境会造成碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)的性能退化,因此该问题引起了国内外学者的广泛关注和研究.综述了CFRP复合材料的吸湿特性,湿热环境对CFRP复合材料力学性能的影响和破坏机理,以及湿热环境下CFRP性能的模拟和预测研究,并在此基础上对湿热环境下CFRP性能的研究前景进行了展望.关键词:CFRP;湿热环境;性能影响;......
CFRP加固钢结构抗疲劳技术研究综述程璐1,冯鹏2,徐善华1,孟鑫淼21. 西安建筑科技大学2. 清华大学土木工程系摘 要:疲劳破坏是金属结构应用中一种常见的破坏形式,其机理是细观裂纹的不稳定发展导致整体结构的断裂.采用CFRP表面粘贴加固钢结构提高其疲劳寿命是近期发展起来的一项改善金属结构疲劳性能的新技术.CFRP轻质高强,加固钢结构的施工便捷,且不用明火,不增加自重,不产生残余应力,能够显著提高原有结构的疲劳性能.本文对CFRP加固原理,CFRP加固方法以及国内外CFRP加固研究进行了总结和对比,指出了CFRP加固钢结构的发展方向.关键词:结构加固;纤维增强复合材料;疲劳性能;温度;......
CFRP制孔技术的研究现状与发展趋势刘雪梅1,孙会来1,贺龙宇1,赵方方21. 天津工业大学机械工程学院2. 天津工业大学管理学院摘 要:由于碳纤维复合材料(CFRP)具有较高的比模量和强度,CFRP在科学和工业领域引起了足够的重视,并在航空航天领域中得到了广泛的应用.孔加工在航空制造业中占有极其重要的地位,然而由于CFRP的各向异性,使其制孔质量难以控制.介绍了CFRP制孔过程中几种典型的制孔缺陷,指出了缺陷产生的原因及抑制方法;详细阐述了CFRP制孔技术的最新进展,包括制孔刀具,钻削运动方式和特种加工制孔方式三个方面;综述了CFRP制孔技术的发展趋势.关键词:CFRP;制孔缺陷;制孔技术;......
基于爆破试验的CFRP固体火箭发动机壳体的可靠性设计 李卓1,李强2,路智敏2 (1.中国航天科工集团公司,第六研究院41所,呼和浩特,010010;2.北京交通大学,轨道车辆结构可靠性与运用检测技术教育部工程中心,北京,100044;3.内蒙古工业大学,化学工程学院,呼和浩特,010051) 摘要:根据GJB 1878-94制备了8个碳纤维缠绕复合材料压力容器,通过试验获得壳体的纤维强度,缠绕角,几何尺寸,爆破压强等随机变量特征值,利用这些实验数据对固体火箭发动机壳体进行可靠性设计,并与传统的安全系数法设计进行比较.结果表明,使用可靠性安全系数法设计可以实现安全性和经济性的统一.分析了材料的力学性能参数及壳体的几何参数等随机变量的变异系数对CFRP固体火箭发动机壳体爆破压强分散程度的影响.纤维应力,壳体纤维层厚度和壳体半径的变异系数的大小直接影响了爆破压强的分散程度;而纤维缠绕角......
基于临界折射纵波法的CFRP应力检测王伟,邓亚,张宇民,周玉锋,陈栋康康哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国防科技重点实验室摘 要:研究了不同纤维方向与应力方向对复合材料声弹性关系的影响.为了在材料内部激励临界折射纵波,本文根据斯涅耳定律设计了超声入射楔块,并搭建了声时差检测系统.并使用搭建的系统分别测量了0°,45°单向铺设的两种试样在0°,45°和90°方向的声时差变化,得到了不同加载方向和纤维方向组合情况下,由CFRP材料内部应力与声时差表征的声弹性关系.关键词:临界折射纵波;CFRP复合材料;声弹性关系;斯涅耳定律;......
CFRP加固损伤钢板的弯曲性能研究张彤彤,吴健,王纬波中国船舶科学研究中心船舶振动噪声重点实验室摘 要:针对含横向表面裂纹的受弯钢板,基于复合材料加固受弯钢板界面应力分布的理论解,设计了加固方案.通过有限元仿真分析了钢板受弯时粘结界面的应力分布和加固前后的受弯性能.最后通过试验验证了加固方案和计算方法.研究表明:有限元仿真结果与试验结果表现一致;对于含表面裂纹的受弯钢板,用CFRP加固可显著提高其抗弯刚度和承载能力,加固效果显著.关键词:碳纤维复合材料;表面损伤钢板;加固;弯曲性能;......
CFRP拉索研制及其力学性能研究朱元林,刘礼华,周佳琪,黄盛彬摘 要:设计了一种新型CFRP拉索结构与制索方法,改变了以往CFRP拉索中CFRP筋平行排布的方式,将索体中CFRP筋进行扭结,在锚固端将CFRP筋发散开来,对研制出来的CFRP拉索进行了静载拉伸试验与拉-拉疲劳试验研究.试验结果表明:提出的新型CFRP拉索结构与制索方案切实可行,采用2. 5°~3. 5°扭转角与2. 5°发散角适用于CFRP筋材,轻微扭转与弯折并不会导致筋材过早发生破坏;新型CFRP拉索的静载拉伸锚固效率大于95%,通过250万次疲劳加载试验,锚固部位没有损伤,拉索断丝率小于5%;随着疲劳加载循环次数的增加,CFRP拉索的弹性模量基本不变,拉索锚固端索体伸出量,筋材及锚板在锚具后端的回缩量都不超过1 mm.
CFRP复合材料孔隙形貌特征的统计分析田宏涛1,林莉1,李喜孟1,郭广平21. 大连理工大学无损检测研究所2. 北京航空材料研究院摘 要:采用光学显微镜观察和统计分析的方法研究了孔隙率(P)在0.03%~4.96%范围内的16组碳纤维增强树脂(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)复合材料中孔隙的平均长度,平均宽度及平均宽长比等参数的变化规律.结果表明:CFRP复合材料的孔隙形貌在整体上呈现统计特性,当孔隙率0.03%≤P<0.5%时,孔隙截面接近圆形,孔隙平均长度和平均宽度分别为10~50μm和10~30μm,平均宽长比为0.5~0.8;当孔隙率0.5%≤P<3.0%时,孔隙截面逐渐趋向于椭圆形,孔隙平均长度和平均宽度分别为50~70μm和20......
土木工程用CFRP筋弯折抗拉性能诸葛萍1,章子华1,丁勇1,2,卢彭真31. 宁波大学建筑工程与环境学院2. 上海市建筑科学研究院上海市工程结构新技术重点实验室3. 浙江工业大学建筑工程学院摘 要:针对碳纤维增强复合材料(CFRP)筋应用于土木工程过程中的弯折抗拉性能,开发了新型的抗拉强度测试技术对CFRP筋材真实抗拉强度进行了实测.利用模型试验对不同弯折角度下CFRP筋的弯折抗拉强度进行了测试,获得了CFRP筋应用于土木工程时对应弯折状态下的弯折抗拉强度折减系数,并拟合出该系数的经验公式.结果表明:现有的CFRP筋材抗拉强度测试技术的测试结果明显偏低,新开发的测试技术较之提高的幅度超过9%;给出的计算公式能预测不同折角下弯折抗拉强度的折减系数,当折角达到3°时,CFRP筋弯折抗拉强度较直线状态下降了......
预应力CFRP加固简支梁的弹性力学解析解陈超1,周叮1,刘朵2,3,张建东31. 南京工业大学土木工程学院2. 河海大学土木与交通学院3. 江苏省交通科学研究院摘 要:以预应力CFRP加固简支梁为例,研究梁上表面受荷载作用时CFRP预应力和层数对简支梁应力和位移分布的影响.首先,将简支梁和CFRP沿界面切开各自进行分析,基于二维弹性力学理论,对简支梁进行分析;利用受张力的弦变形理论,对预应力CFRP层进行分析.然后,根据梁和CFRP层间的界面应力和位移连续条件以及梁上表面的载荷条件确定待定系数,最终得到CFRP加固简支梁的应力和位移精确解析解.数值结果与有限元软件ANSYS分析高度一致.研究表明CFRP的预应力和层数对简支梁的应力和位移分布均有影响,预应力越大,层数越多,梁的正应力和竖向位移越小......
