刘礼华
,
朱元林
,
张继文
,
周祝兵
,
吴琼
,
强强
玻璃钢/复合材料
对CFRP筋材锚固系统力学性能的研究进展进行了综述.重点介绍了近几年该领域的研究成果,其中包括试验研究和数值仿真研究.对当前研究进展进行了评述并给出了一些观点:指出夹片锚不能充分发挥CFRP筋材的强度,提出建立逐渐损伤强度分析方法,对夹片部位筋材的逐渐损伤破坏过程与强度进行分析预测;为了加速推广CFRP筋材的工程应用,需要对CFRP筋锚固系统的疲劳性能与应力松弛性能开展深入研究;提出了一种新型CFRP拉索结构,更有利于CFRP拉索的锚固与盘卷.最后对CFRP拉索在应用中有待于解决的一些问题进行了展望.
关键词:
碳纤维复合材料筋
,
锚固系统
,
数值分析
,
疲劳特性
,
拉索设计
朱元林
,
刘礼华
,
张继文
,
蒋婷慧
玻璃钢/复合材料
为了分析对比不同锚固填料的锚固效果,需要寻求一种更好的粘结介质以提高CFRP筋粘结式锚具的锚固性能.本文主要针对环氧树脂型锚固填料,采用四种不同环氧型锚固填料,对不同长度和锥段倾角的锚具进行灌锚,并进行了静载拉伸试验研究.试验结果表明:①采用Lica型建筑粘结胶对CFRP筋进行锚固,锚固长度至少需要达到50倍筋材直径;②Wirelock在固化过程中发生了收缩,不可用于直筒型锚具,当锚具内壁有了3°锥角后,Wirelock可以锚固住碳纤维复合材料筋;③冷铸填料高温固化过程中容易导致筋材的强度下降至原有强度的78.87％左右;④环氧树脂砂浆用于锚固碳纤维复合材料筋材,锚固长度需要达到40倍筋材直径;⑤相同条件下,四种锚固胶在锚具内部的变形程度为Lica型建筑粘结胶最大,环氧树脂砂浆次之,然后是冷铸填料,Wirelock钢丝绳胶水的变形程度最小.
关键词:
碳纤维复合材料筋
,
环氧树脂
,
锚固填料
,
锚固性能
,
试验研究
吴亚平
,
郭春香
,
张学富
,
朱元林
,
赖远明
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2004.03.024
给出了考虑剪力滞后及剪切变形效应条件下,复合材料薄壁层合箱梁静力行为控制微分方程组的初参数解.以此为基础,推导出了层合箱梁单元的刚度矩阵和等效结点荷载列阵,从而使薄壁层合箱梁的剪力滞、剪切变形效应分析方便地纳入了工程中广泛应用的矩阵位移法程序系统,为复合材料连续层合箱梁等复杂结构的强度及刚度分析提供了有效的计算手段.
关键词:
复合材料
,
层合箱梁
,
剪力滞后
,
剪切变形
,
矩阵位移法
朱元林
,
崔海涛
,
温卫东
,
徐颖
,
张宏建
复合材料学报
为了解碳纤维束的疲劳特性及疲劳加载后剩余强度的变化, 为建立碳纤维复合材料疲劳性能的细观力学分析模型提供必要的基础数据, 研究设计了碳纤维束静载力学性能及疲劳特性试验方案, 并进行了试验。采用最小二乘法拟合得到了单束碳纤维的应力-寿命（S-N）曲线。对经过预疲劳的碳纤维束试验件进行了剩余强度试验, 采用最小二乘法拟合得到了碳纤维束疲劳加载剩余强度模型。试验结果表明： 试验所用碳纤维束的条件疲劳极限为静拉伸强度的80.47%; 碳纤维束经历一定循环次数的拉-拉疲劳可以提高其强度, 其剩余强度随着疲劳加载循环次数的增加先增加后减小。
关键词:
碳纤维束
,
疲劳特性
,
S-N曲线
,
剩余强度
,
试验
朱元林
,
崔海涛
,
温卫东
,
徐颖
,
张宏建
复合材料学报
基于实验观察和理论研究，重点分析了材料内部区域纤维束的空间构型，建立了一个新的三维实体细观结构模型，并指出了编织工艺参数和模型细观结构参数之间的关系。该模型较真实地反映了纤维束之间的相互挤压变形方式，纤维束横截面积沿纤维束轴向不断变化，更符合三维四向编织复合材料的实际结构。基于刚度体积平均及柔度体积平均混合思想，建立了相应的刚度预报模型。用该模型计算编织复合材料几何特性及工程弹性常数的数值结果与试件实测数据吻合，表明了该模型的合理有效性，为进一步研究三维编织复合材料的拉伸强度及破坏机制提供了基础。
关键词:
三维编织
,
复合材料
,
纤维束横截面
,
几何模型
,
弹性常数
朱元林
,
刘礼华
,
张继文
,
朱维军
,
王奂
,
周祝兵
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhc1xb.20141118.008
针对碳纤维增强复合材料(CFRP)筋粘结型锚固系统,采用数值分析研究了不同锚具内壁与锚固胶体间的摩擦系数、不同锥形倾角、锚具前端有无直筒过渡段及有无端堵约束对筋材应力状态的影响,找出了筋材在靠近锚具端部发生破坏的原因,提出了相关强度分析方法及锚固改进方法,并用试验结果验证了方法的有效性.分析结果表明:筋材在摩擦系数为0.7时受到的径向挤压应力峰值只有摩擦系数为0.3时受到的径向挤压应力峰值的45.01％;随着锥形倾角增大,CFRP筋在锚具锥段所受的径向挤压应力峰值逐渐减小,所受剪应力峰值逐渐增大;在锥段末端增设直筒过渡段可以缓解筋材所受到的径向挤压应力与剪应力峰值,缓解系数分别为76.78％与52.90％;端堵约束的存在使锚具端部应力集中现象明显,导致筋材在锚具端部发生破坏.
关键词:
碳纤维增强复合材料筋
,
锚固系统
,
数值分析
,
应力状态
,
失效分析
朱元林
,
温卫东
,
刘礼华
,
张继文
,
蒋婷慧
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150420.001
对单向碳/碳复合材料纵向拉-拉疲劳特性及面内剪切拉-拉疲劳特性进行了试验研究;对三维四向编织碳/碳复合材料的纵向拉-拉疲劳特性及纤维束-基体界面剩余强度进行了试验研究.使用最小二乘法拟合得到了单向碳/碳复合材料纵向及面内剪切拉-拉疲劳加载下的剩余刚度退化模型及剩余强度退化模型,建立了纤维束-基体界面剩余强度模型.结果显示:单向碳/碳复合材料在87.5％应力水平的疲劳载荷下刚度退化最大只有8.8％左右,在70.0％应力水平的疲劳载荷下,面内剪切刚度退化最大可达30％左右;三维四向编织碳/碳复合材料疲劳加载后强度及刚度均得到了提高;随着疲劳循环加载数的增加,三维四向编织碳/碳复合材料中纤维束-基体界面强度逐渐减弱.
关键词:
碳/碳复合材料
,
三维四向编织
,
疲劳特性
,
剩余强度退化模型
,
剩余刚度退化模型
,
界面剩余强度模型
