纤维增强复合材料

摘要： 以纤维增强复合材料(FRP)约束矩形高强钢管混凝土长柱的轴压试验为基础,利用有限元软件ABAQUS对FRP约束矩形高强钢管混凝土长柱进行了非线性有限元分析,有限元分析结果和试验荷载-位移曲线吻合较好,破坏模态一致,峰值荷载偏差平均值仅为0.5％,方差为0.080,验证了材料本构关系、单元类型、接触和边界条件等建模方法的可靠性,表明该有限元模型可以准确预测其轴压性能.基于试验和数值模拟分析了试件的受力机理:薄壁钢管在压应力较小时发生局部屈曲;混凝土在钢管鼓曲处发展了塑性应变和横向变形;由于倒角较小,FRP在角部存在应力集中现象,在鼓曲最严重处发生断裂.环向FRP约束延缓了钢管局部屈曲的萌生和发展,提高了核心混凝土的约束强度,对于内填普通强度(C40)混凝土的钢管混凝土柱,环向FRP在承载力上的提升作用较明显,方矩形截面试件的峰值承载力提高了6％～7％.对于内填高强度(C80)混凝土的钢管混凝土柱,方矩形截面试件的峰值承载力提高了4％～5％.最后利用该有限元模型探究了长细比参数对轴压性能的影响,结果表明:FRP对承载力的提升效果随着长细比的增大而降低,对倒角半径为20 mm的模型,当长细比达到31.3时,环向FRP仍能为柱提供有效约束,提升柱11％的峰值承载力.

摘要： 纤维增强聚合物复合材料(FRPC)由于具有优异的抗拉强度、重量轻、耐热性高、导电性好、热膨胀系数低等优点,被广泛应用于航空航天、体育、轨道交通等关键领域。纳米材料可以通过不同的制备策略有效地在聚合物基质内构建互联网络,从而改善与大多数聚合物的内在不相容性。这样设计能够增强纤维复合材料的机械性能,如层间剪切强度、拉伸强度和弯曲强度等。本文总结归纳了近几年来纳米材料在纤维复合材料改性方面的工作,主要包括纳米刚性粒子、纳米碳材料如碳纳米管、石墨烯等在纤维复合材料的修饰过程中的作用。这篇全面的综述对于纤维复合材料研究领域的科研工作者是值得借鉴的,并且可以促进纤维增强聚合物复合材料的进一步发展。

摘要： FRP筋复合材料因具有轻质高强和优异的耐久性能被广泛用于土木工程结构中。然而,偏低的弹性模量可能导致FRP筋增强混凝土梁(RC)出现挠度过大等适用性问题,因此近年来FRP筋预应力结构得到了越来越多的关注。本文从材料和结构两个层面对FRP筋预应力混凝土梁的长期性能进行了综述,系统阐述了FRP筋的蠕变和松弛性能及影响因素,总结了FRP筋预应力混凝土梁的长期持荷试验和有限元分析成果,介绍了基于龄期调整有效模量法的梁截面时变分析方法以及FRP筋预应力梁长期挠度计算公式。研究表明FRP筋的应力松弛较钢绞线严重;不同种类的FRP筋中,CFRP筋的抗松弛性能最好。同时,CFRP筋预应力混凝土梁的长期挠度也低于钢绞线预应力混凝土梁。本文最后对现有FRP筋预应力混凝土梁的不足之处提出了研究建议。

摘要： 基于内聚区模型(CZM),研究了纤维增强复合材料(FRP)约束空心钢管混凝土组合柱的轴压性能数值分析方法和模型,并与试验结果对比,验证了数值模型的有效性.在此基础上,研究了主要设计参数对组合柱轴压性能的影响.研究结果表明:CZM适用于FRP约束空心钢管混凝土组合柱的FRP粘结界面性能的研究;增大混凝土强度等级、FRP的层数和钢管厚度,能够使结构承载性能提高,但同时可能增大FRP粘结层的横向变形,从而导致FRP脱粘风险增大;同等条件下,相对于玻璃纤维复合材料(GFRP),碳纤维复合材料(CFRP)更有利于提高结构的力学性能;FRP约束空心钢管混凝土组合柱的内边界几何形状对结构性能具有重要影响,提高内边界的光滑程度能优化结构的内应力分布,从而提高其承载性能.

摘要： 本研究对2根微珠泡沫柱及5根玻璃纤维复合材料(GFRP)约束微珠泡沫组合柱开展准静态轴压试验,探讨了GFRP层数、横向纤维与纵向纤维比例、泡沫密度等参数对组合柱极限承载力和吸能效应的影响,并与静态试验结果进行对比,研究不同加载速率对构件受压性能的影响规律。结果表明:准静态压缩作用下GFRP层数和泡沫密度的增加均提高了构件的承载能力和吸能特性;而纤维横向与纵向比例的增加能提高构件的极限承载力,但对吸能影响较小。增大加载速率,组合柱的破坏范围更大,泡沫压碎更充分,因此准静态压缩作用下组合柱的极限承载力和吸能均要高于静压试验下的构件。有限元仿真结果表明,长细比从5∶1增加到10∶1会改变组合柱原有的破坏模式,组合柱发生失稳破坏。

摘要： 随着我国改革开放的不断深化和社会主义现代化建设的推行,人们对精神文明的追求和健身意识也在不断提高。这一需求的改变,也直接加速了我国体育事业和体育器材相关行业的飞速发展。该文详细阐述了纤维增强复合材料的特点,体育器材常用纤维增强复合材料的种类以及纤维增强复合材料在体育器材中的应用实例,并针对体育器材中纤维复合材料的应用进行了展望,以期促进体育器材的发展和提高。

摘要： 为了研究碳纤维布(CFRP)约束型钢混凝土矩形柱的轴压性能,对29个构件进行静力加载试验,考虑配筋率、预载水平、截面圆角半径和高宽比、纤维布加固率和加固方式共6个参数.结果表明:所有约束柱均以核心区混凝土压碎和纤维布断裂为破坏标志;随着预载水平提高,布的有效拉应变不断减小,柱承载力降低;随着圆角半径增大和高宽比减小,纤维布环向应变更高且分布趋于均匀;随着加固率增加,柱破坏模式由弱约束转成强约束,纤维布加固效率降低;在同等用量布的加固下,当条带宽度和间距减小时,构件承载力增幅增加.基于各因素对约束应力的影响,确定了区分大尺寸柱强弱约束模式的界限值;采用叠加法建立了多参数的约束型钢柱轴压承载力计算式.

摘要： 针对现有纤维拉伸装置结构复杂、制造成本高的缺点,并确保在纤维拉伸过程中,精确控制每束纤维上的张力,保证纤维制品的性能,论文设计了一款结构简单的便捷式纤维增强复合材料制备装置。此装置可以保证拉伸移动轨迹的精确性,既能增加材料拉伸的工作宽度,又可以收缩,使尺寸更小。在SolidWorks软件中建立其三维模型,然后在有限元分析软件ANSYS中进行刚度、强度的仿真分析,优化和验证设计方案,仿真结果表明,该装置的刚度和强度均满足使用要求。

摘要： 纤维增强复合材料FRP具有轻质高强、耐腐蚀性好等优点,逐渐在更多的工程领域中得到了应用,特别是结构加固领域。但是FRP材料应用在海洋环境等恶劣环境下的耐久性能尚不明确,文章以在腐蚀环境下应用的FRP筋为研究对象,从FRP材料基本性能和FRP筋耐腐蚀性能试验研究两个方面梳理了相关研究现状,总结了相关试验的研究方法及结论,比较了各项研究及应用的优缺点,为进一步探究多种因素作用下的FRP筋损伤演化规律给出参考,促进FRP材料在各种复杂环境下的工程应用。

摘要： 为了探究尺寸效应对单向连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料(单向GF/PP复合材料)断裂强度的影响,利用Zwick/Roell Z005万能材料测试机,通过正交试验方法,对不同标距长度(60 mm, 100 mm, 200 mm),不同宽度(10 mm, 15 mm, 20 mm)的单向GF/PP复合材料进行拉伸试验。试验结果表明:随着试验尺寸的增加,单向GF/PP复合材料的断裂强度逐渐降低。由于单向GF/PP复合材料的断裂强度具有较大的离散性,通过经典双参数Weibull强度统计模型获得了单向GF/PP复合材料强度在不同尺寸条件下的分布规律,并通过改进的广义双参数最弱链强度统计模型,引入指数参量β,修正缺陷空间分布的影响,将不同尺寸下的断裂强度数据进行统一的处理,得到的失效函数综合反映了尺寸效应对单向GF/PP复合材料断裂强度的影响。

摘要： 纤维增强复合材料及夹芯结构具有力学性能好、耐候性能佳和轻质高强等优势.本文介绍了采用了纤维增强复合材料替代传统的钢制材料,用于桥梁风嘴装置.试验表明,采用真空导入一次成型技术,合理调整加工工艺,可实现大型风嘴的一次成型.通过对夹芯材料增强型界面的优化设计,可进一步提高风嘴的力学性能.

摘要： 通过研究分析纤维增强复合材料的性能,同时结合国内外转向架相关纤维增强复合材料零部件的开发应用,从成本、设计方法、关键技术等方面就纤维增强复合材料在转向架上的应用进行探讨,并提出设计可行性建议指导后续纤维增强复合材料转向架的设计工作,推动我国新材料转向架的快速发展,提高国际竞争力.

摘要： 为了研究不同条件因素对采用纤维增强复合材料(FRP)橡胶隔震支座的基础隔震结构的地震响应影响,本文以某两幢采用FRP橡胶支座的钢框架基础隔震结构为研究对象,通过地震振动台试验获得不同竖向荷载、不同结构高宽比与不同场地因素下隔震结构的地震动响应,并通过结合有限元程序分析方法建立隔震结构的有限元模型进行地震动响应分析对比以保证结果的正确性.试验结果表明:FRP橡胶隔震支座能有效减少地震对上部结构的影响;采用的有限元单元能够良好的反应结构真实情况.

摘要： FRP复合材料作为结构部件在工业设计中得到了广泛的应用,因此FRP的弹性仿真分析非常重要.利用层的弹性系数来预测FRP整体刚性是弹性仿真的一般方法.但是,当FRP的某些层存在厚度方向的弹性不均匀分布时,其弯曲和拉压弹性系数会表现为不一致这样的弹性非均质性,FRP的弹性分析变得难以进行.本文推导了用均质层的等价弹性系数及等价厚度来代替非均质层的弹性系数的方法.同时为了满足各层的中性面与实际的FRP的状态一致,采用独立的Shell单元表现FRP各层弹性特性.应用本结构分析方法对内部载有FRP复合材料的PCB基板的控制柜进行了耐震设计,验证了该方法的实用性.FEM分析采用了Altair HyperWorksTM软件.

摘要： FRP复合材料作为结构部件在工业设计中得到了广泛的应用,因此FRP的弹性仿真分析非常重要.利用层的弹性系数来预测FRP整体刚性是弹性仿真的一般方法.但是,当FRP的某些层存在厚度方向的弹性不均匀分布时,其弯曲和拉压弹性系数会表现为不一致这样的弹性非均质性,FRP的弹性分析变得难以进行.本文推导了用均质层的等价弹性系数及等价厚度来代替非均质层的弹性系数的方法.同时为了满足各层的中性面与实际的FRP的状态一致,采用独立的Shell单元表现FRP各层弹性特性.应用本结构分析方法对内部载有FRP复合材料的PCB基板的控制柜进行了耐震设计,验证了该方法的实用性.FEM分析采用了Altair HyperWorksTM软件.

摘要： FRP复合材料作为结构部件在工业设计中得到了广泛的应用,因此FRP的弹性仿真分析非常重要.利用层的弹性系数来预测FRP整体刚性是弹性仿真的一般方法.但是,当FRP的某些层存在厚度方向的弹性不均匀分布时,其弯曲和拉压弹性系数会表现为不一致这样的弹性非均质性,FRP的弹性分析变得难以进行.本文推导了用均质层的等价弹性系数及等价厚度来代替非均质层的弹性系数的方法.同时为了满足各层的中性面与实际的FRP的状态一致,采用独立的Shell单元表现FRP各层弹性特性.应用本结构分析方法对内部载有FRP复合材料的PCB基板的控制柜进行了耐震设计,验证了该方法的实用性.FEM分析采用了Altair HyperWorksTM软件.

摘要： FRP复合材料作为结构部件在工业设计中得到了广泛的应用,因此FRP的弹性仿真分析非常重要.利用层的弹性系数来预测FRP整体刚性是弹性仿真的一般方法.但是,当FRP的某些层存在厚度方向的弹性不均匀分布时,其弯曲和拉压弹性系数会表现为不一致这样的弹性非均质性,FRP的弹性分析变得难以进行.本文推导了用均质层的等价弹性系数及等价厚度来代替非均质层的弹性系数的方法.同时为了满足各层的中性面与实际的FRP的状态一致,采用独立的Shell单元表现FRP各层弹性特性.应用本结构分析方法对内部载有FRP复合材料的PCB基板的控制柜进行了耐震设计,验证了该方法的实用性.FEM分析采用了Altair HyperWorksTM软件.

摘要： 研究了由内部缠绕芯管、面层拉挤平板和外部缠绕组成的高性能复材空心桥面板的长期性能.对同一构件依次进行了200万次的疲劳试验加栽和10年的自然暴露,之后进行了四点弯曲静载试验和中心点加栽破坏试验.通过四点弯曲静载试验获得老化后试件的抗弯和抗剪刚度,在加栽过程中构件始终保持线弹性,构件的整体受力性能良好,组件问无错动或剥离现象.中心点加栽试验模拟了车轮集中荷栽,测定了集中荷载下的破坏模式和极限荷栽.中心点加载的极限荷栽为764.57kN,破坏模式为加载点处的冲切破坏.研究表明,复合材料桥面板的长期受力性能能够满足工程应用的需求,并具有较好的耐久性.

摘要： 研究了由内部缠绕芯管、面层拉挤平板和外部缠绕组成的高性能复材空心桥面板的长期性能.对同一构件依次进行了200万次的疲劳试验加栽和10年的自然暴露,之后进行了四点弯曲静载试验和中心点加栽破坏试验.通过四点弯曲静载试验获得老化后试件的抗弯和抗剪刚度,在加栽过程中构件始终保持线弹性,构件的整体受力性能良好,组件问无错动或剥离现象.中心点加栽试验模拟了车轮集中荷栽,测定了集中荷载下的破坏模式和极限荷栽.中心点加载的极限荷栽为764.57kN,破坏模式为加载点处的冲切破坏.研究表明,复合材料桥面板的长期受力性能能够满足工程应用的需求,并具有较好的耐久性.

摘要： 研究了由内部缠绕芯管、面层拉挤平板和外部缠绕组成的高性能复材空心桥面板的长期性能.对同一构件依次进行了200万次的疲劳试验加栽和10年的自然暴露,之后进行了四点弯曲静载试验和中心点加栽破坏试验.通过四点弯曲静载试验获得老化后试件的抗弯和抗剪刚度,在加栽过程中构件始终保持线弹性,构件的整体受力性能良好,组件问无错动或剥离现象.中心点加栽试验模拟了车轮集中荷栽,测定了集中荷载下的破坏模式和极限荷栽.中心点加载的极限荷栽为764.57kN,破坏模式为加载点处的冲切破坏.研究表明,复合材料桥面板的长期受力性能能够满足工程应用的需求,并具有较好的耐久性.

摘要： 本发明的纤维增强树脂复合片材包含：聚酰胺树脂膜，含有二羧酸成分(a)和二胺成分(b)；以及多个增强纤维，将增强纤维束开纤而得到，并且以沿相同方向取向的状态被层叠在所述聚酰胺树脂膜上，其中，所述二羧酸成分(a)的60摩尔％以上且100摩尔％以下是对苯二甲酸，所述二胺成分(b)的60摩尔％以上且100摩尔％以下是1，9‑壬二胺以及2‑甲基‑1，8辛二胺，所述增强纤维的体积含量Vf为20％以上且70％以下，所述纤维增强树脂复合片材的厚度为20μm以上且70μm以下。

摘要： 本发明提供具有优异的阻燃性、并具有良好的成形加工性且在高温条件下具有充分的拉伸强度的纤维增强树脂复合片材。所述纤维增强树脂复合片材包含：阻燃性树脂膜，由玻璃化转变温度Tg为90°C以上的热塑性树脂组合物形成；以及多个增强纤维，将增强纤维束开纤而得到，并且以沿相同方向取向的状态被层叠在所述阻燃性树脂膜上，其中，在依据ASTM D4804标准的UL94VTM燃烧试验中判定的所述阻燃性树脂膜的可燃性等级为VTM‑0，所述增强纤维的体积含量Vf为30％以上且65％以下，所述纤维增强树脂复合片材的厚度为20μm以上且100μm以下，在依据ASTM D5048标准的UL94‑5V燃烧试验中判定的所述纤维增强树脂复合片材的可燃性等级为5V‑A或5V‑B。

摘要： 本发明的课题是提供常温下的操作优异，固化时的组成不均少的预成型体、和该预成型体所使用的向增强纤维的含浸性优异的热固性树脂组合物、使用其而成的纤维增强复合材料。一种纤维增强复合材料用预成型体，其包含热固性树脂组合物和干增强纤维基材，该热固性树脂组合物在以1.5°C/分钟的速度升温时的牵引周期0.5Hz下的动态粘弹性测定中，复数粘度η＊从1×107Pa·s降低到1×101Pa·s时的温度变化ΔT为45°C以下。

摘要： 本发明的纤维增强复合材料构造体(6)具备：薄板(2)，其具有第一面、和具有顶面(12)并且在上述第一面上突出且规则地配置的多个凸部(11)；以及表面材料(1)，其具有第二面，且以上述第二面与上述顶面(12)接合。

摘要： 本发明提供一种流动性优异、在纤维基材中的含浸性优异并且固化物的耐热性优异的纤维增强复合材料用树脂组合物。一种纤维增强复合材料用树脂组合物，其特征在于，其以聚(环氧丙氧基芳基)系化合物(A)、为不饱和羧酸或其酸酐的分子量160以下的聚合性单体(B)、芳香族乙烯基化合物或(甲基)丙烯酸酯(C)、及自由基聚合引发剂(D)为必需成分，上述聚(环氧丙氧基芳基)系化合物(A)中的环氧丙氧基和上述(B)成分中的酸基的当量比[环氧丙氧基/酸基]为1/1～1/0.48的比例，且上述(B)成分和芳香族乙烯基化合物或(甲基)丙烯酸酯(C)的摩尔比[(B)/(C)]在1/0.55～1/2的范围。

摘要： 本发明提供低温下的流动性优异并且固化物的机械强度优异的纤维增强复合材料用树脂组合物、其固化物、纤维增强复合材料、耐热性优异的纤维增强树脂成形品、及生产率良好的纤维增强树脂成形品的制造方法。将纤维增强复合材料用树脂组合物含浸在增强纤维中使其固化，其中，纤维增强复合材料用树脂组合物的特征在于，其以环氧树脂(A)、含酸基自由基聚合性单体(B)、自由基聚合引发剂(C)、及胺系环氧树脂用固化剂(D)作为必需成分，且利用E型粘度计测定的50°C下的粘度为500mPa·s以下。

摘要： 本发明的课题是提供常温下的操作优异，固化时的组成不均少的预成型体、和该预成型体所使用的向增强纤维的含浸性优异的热固性树脂组合物、使用其而成的纤维增强复合材料。一种纤维增强复合材料用预成型体，其包含热固性树脂组合物和干增强纤维基材，该热固性树脂组合物在以1.5°C/分钟的速度升温时的牵引周期0.5Hz下的动态粘弹性测定中，复数粘度η

摘要： 本发明的纤维增强复合材料构造体(6)具备：薄板(2)，其具有第一面、和具有顶面(12)并且在上述第一面上突出且规则地配置的多个凸部(11)；以及表面材料(1)，其具有第二面，且以上述第二面与上述顶面(12)接合。

摘要： 本发明提供一种流动性优异、在纤维基材中的含浸性优异并且固化物的耐热性优异的纤维增强复合材料用树脂组合物。一种纤维增强复合材料用树脂组合物，其特征在于，其以聚(环氧丙氧基芳基)系化合物(A)、为不饱和羧酸或其酸酐的分子量160以下的聚合性单体(B)、芳香族乙烯基化合物或(甲基)丙烯酸酯(C)、及自由基聚合引发剂(D)为必需成分，上述聚(环氧丙氧基芳基)系化合物(A)中的环氧丙氧基和上述(B)成分中的酸基的当量比[环氧丙氧基/酸基]为1/1～1/0.48的比例，且上述(B)成分和芳香族乙烯基化合物或(甲基)丙烯酸酯(C)的摩尔比[(B)/(C)]在1/0.55～1/2的范围。

摘要： 本发明提供低温下的流动性优异并且固化物的机械强度优异的纤维增强复合材料用树脂组合物、其固化物、纤维增强复合材料、耐热性优异的纤维增强树脂成形品、及生产率良好的纤维增强树脂成形品的制造方法。将纤维增强复合材料用树脂组合物含浸在增强纤维中使其固化，其中，纤维增强复合材料用树脂组合物的特征在于，其以环氧树脂(A)、含酸基自由基聚合性单体(B)、自由基聚合引发剂(C)、及胺系环氧树脂用固化剂(D)作为必需成分，且利用E型粘度计测定的50°C下的粘度为500mPa·s以下。