国家自然科学基金(51238003)
- 作品数：77 被引量：271H指数：9
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- 纤维-金属混合夹层梁弯曲性能试验研究
- 2016年
- 对纤维-金属混合夹层梁(FMS)进行试验,该结构自上而下主要由无碱玻璃纤维、带齿钉金属板、泡桐木、带齿钉金属板、无碱玻璃纤维组成,其中金属板与泡桐木之间采用齿钉相连,金属板与无碱玻璃纤维之间采用不饱和聚酯树脂粘结。通过四点弯曲试验,得到了纤维-金属混合夹层梁(FMS)在不同跨高比下的弯曲性能和破坏模式,并与纤维增强夹层梁(FSS)进行对比,同时根据不同的破坏模式采用不同的理论公式对FMS试件承载力进行验证,结果表明,在跨高比为10、12、16、20、24时,FMS的极限承载力及抗弯刚度均得到了提高,理论求得的承载力值与试验值吻合较好。
- 丁洁明刘伟庆万里王璐方海
- 关键词：破坏模式抗弯刚度
- 盐雾环境中玻璃纤维/不饱和聚酯复合材料腐蚀深度对弯曲性能的影响被引量：10
- 2016年
- 采用中性盐雾加速老化试验模拟海洋大气环境,对玻璃纤维/不饱和聚酯复合材料在盐雾环境中的弯曲性能进行了研究。通过玻璃纤维/不饱和聚酯复合材料经盐雾加速老化后的吸湿率、玻璃化转变温度、巴氏硬度和弯曲性能的变化,结合金相显微镜观测得到的腐蚀深度,研究腐蚀深度对玻璃纤维/不饱和聚酯复合材料耐久性的影响。结果表明:老化初期玻璃纤维/不饱和聚酯复合材料的吸湿率随时间增长较快,随后增长逐渐趋于稳定。玻璃纤维/不饱和聚酯复合材料的玻璃化转变温度呈现先增加后下降的趋势,老化180d后玻璃化转变温度增加了2.1%;老化180d后玻璃纤维/不饱和聚酯复合材料的巴氏硬度与老化前相比降低了17.6%,弯曲强度损失率为10%。基于金相显微镜分析得到老化后玻璃纤维/不饱和聚酯复合材料的腐蚀深度,建立了腐蚀深度与弯曲强度之间的关系。
- 方园梁亚杰刘伟庆黄杨霍瑞丽
- 关键词：玻璃纤维不饱和聚酯复合材料盐雾
- 温度-荷载作用下玻璃纤维增强塑料-泡沫夹层结构Ⅰ型断裂韧性分析被引量：5
- 2017年
- 以玻璃纤维增加塑料(GFRP)-泡沫夹层结构为研究对象,在不同温度条件下,采用拉伸试验确定聚氨酯泡沫芯材料的拉伸性能;经差示扫描量热分析法(DSC)测试GFRP树脂的玻璃化转变温度;通过双悬臂梁(DCB)试验研究,测试不同温度(30、50、70和90℃)条件下,夹层结构的I型裂纹扩展形态和界面应变能释放率,分析温度对GFRP-泡沫夹层结构界面数性能的影响。结果发现:GFRP树脂的玻璃化温度为90℃;温度对聚氨酯泡沫的拉伸强度和拉伸模量影响较小;随着温度的升高,GFRP-泡沫夹层结构的荷载呈下降趋势,界面应变能释放率的峰值越来越大。运用能量释放率断裂准则判别裂纹扩展符合理论要求。
- 陈浩王璐刘伟庆霍瑞丽马亚利方园
- 关键词：夹层结构拉伸模量应变能释放率
- 低速冲击作用下泡桐木夹层梁界面分层损伤机理被引量：6
- 2013年
- 纤维增强复合材料泡桐木夹层梁在使用过程中不可避免地会遭受各种各样的低速冲击作用而发生损伤,直接影响其剩余承载性能,本文假定泡桐木芯材在低速冲击作用下,会发生分层连续屈曲破坏,同时结合理想弹塑性地基理论,建立了泡桐木夹层梁相应的界面分层损伤数值模型。基于该模型,以塑性变形为参数计算了低速冲击时最大接触力的大小,并与试验结果相对比,误差在合理范围之内。
- 龚海亮刘伟庆万里余轶
- 关键词：低速冲击
- 芯材密度对复合材料夹层梁弯曲力学性能影响被引量：3
- 2016年
- 研究了聚氨酯泡沫密度对复合材料夹层梁弯曲力学性能的影响。首先,对5种不同密度（48~413kg/m3）泡沫芯材复合材料夹层梁进行三点弯试验研究,结果表明,夹层梁极限承载力随芯材密度的增大而增大;当芯材密度大于等于199kg/m3时,继续增大泡沫密度,夹层梁极限承载力增加速度变慢;随着芯材密度的增加,夹层梁破坏模式由芯材压陷变为面板受压屈服破坏。其次,基于考虑芯材竖向压缩变形的高阶剪切变形理论,对不同试验梁弯曲受力机理进行弹性分析,得到夹层梁上、下面板挠度变化及应变分布规律,并与试验结果对比,验证了理论分析方法的正确性。最后,对试验过程中夹层梁典型的破坏模式进行极限承载力分析,提出其极限承载力计算公式,并与试验结果对比,结果吻合良好。
- 张富宾刘伟庆齐玉军周叮方海
- 关键词：复合材料夹层梁泡沫芯材极限承载力
- U型截面GFRP-泡桐木夹层板抗弯性能研究被引量：2
- 2014年
- 通过对11个U型截面玻璃纤维增强复合材料（GFRP）-泡桐木夹层板试件的三点弯曲试验研究，探讨了该类型组合截面试件的破坏形态、荷载-变形特性、应变分布和发展特征，并分析了GFRP纤维铺层数、芯材厚度以及跨高比等参数对试件受力特征的影响．结果表明：GFRP纤维铺层数或芯材厚度增加，均能提高试件的极限承载力，且芯材厚度较大的试件，GFRP纤维铺层数增加对其极限承载力的提高更明显．对于芯材厚度为35mm的试件，当纤维铺层从4层增加到6层和8层时，其极限承载力可提高33．70％和66．59％．当跨高比从8增加到18，纤维铺层为4层和6层的试件刚度分别下降了81．94％和78．88％，极限承载力下降了52．OO％和38．16％．与国外现有U型截面GFRP板桩对比，U型截面GFRP-泡桐木夹层板刚度提高率为29．24％～181．97％．
- 王俊刘伟庆胡世俊方海周宏伟
- 关键词：夹层板
- 新型轻木-GFRP夹芯板拉挤成型工艺及其界面性能被引量：8
- 2014年
- 选用无碱玻璃纤维束、短切纤维毡、不饱和树脂与泡桐木芯材,制备了轻木-玻璃纤维增强塑料(GFRP)夹芯板,对其拉挤工艺进行了研究。研究表明:设定模具加热温度(凝胶区)为160℃、选取的拉挤速率为10cm/min时,可制造得到表观性能良好的泡桐木-GFRP夹芯板。通过双悬臂梁(DCB)试验,在芯材表面开槽和不开槽2种情况下,研究了泡桐木与GFRP面层之间的界面黏结性能,并与真空导入工艺制作的夹芯板的界面黏结性能进行了对比。结果表明:拉挤工艺生产的泡桐木-GFRP夹芯板的界面黏结性能已达到甚至优于真空导入工艺生产的。芯材表面开槽可以有效提高试件的界面能量释放率,且对真空导入工艺制作的试件效果更为明显。在拉挤工艺中,树脂难以有效填充齿槽形成"树脂钉",故不能明显提高界面黏结力。在对界面性能要求不严格时,拉挤工艺中芯材表面可不开槽,以减少生产工序、降低生产难度。
- 施冬刘伟庆齐玉军
- 关键词：拉挤成型工艺能量释放率
- 格构增强复合材料圆筒的侧向抗冲击性能研究
- 2019年
- 本文采用试验的方法对格构增强复合材料桥梁防撞装置的侧向抗冲击性能进行研究。研究横向格构间距对复合材料圆筒体冲击极限荷载、冲击最大位移、耗能性能的影响,并根据试验数据进行数值拟合,得出格构间距对极限荷载的拟合曲线。试验中横向格构越密,极限压缩荷载或极限冲击荷载越大。
- 宗莉娜方海周辉
- 关键词：侧向冲击耗能
- 腹板对复合材料夹层梁抗扭性能影响分析被引量：4
- 2015年
- 应用有限元分析软件ANSYS,对腹板增强型复合材料夹层梁扭转力学性能进行研究。建立夹层梁物理模型,分析纵、横向腹板对夹层梁扭转力学性能的增强作用,考察腹板间距及厚度对夹层梁扭转角的影响,并对2种腹板的增强作用进行对比。结果显示:纵向和横向腹板均能提高夹层梁抗扭转性能,其中纵向腹板间距及横向腹板厚度对夹层梁扭转力学性能有着明显的影响。总体上纵向腹板的增强效果要比横向腹板好。
- 张富宾刘伟庆齐玉军方海吴志敏
- 关键词：复合材料夹层梁腹板有限元
- 复合材料拉挤方管型材螺栓节点承载力试验被引量：6
- 2014年
- 复合材料型材是采用工业化拉挤工艺生产的截面形状一致、性能稳定的连续构件(如:方形、工字形、槽形等),其节点连接技术是难点。重点开展了复合材料型材节点螺栓机械连接的试验研究与理论分析,研究了螺栓节点孔径、端距、壁厚等参数对复合材料型材节点极限承载力的影响规律,提出了拉挤复合材料型材螺栓孔的金属垫圈孔壁增强技术,进而拟合了拉挤型材螺栓节点连接的设计公式。研究结果表明:复合材料方管拉挤型材在螺栓连接局部挤压的破坏模式下,其极限承载力与孔径和板厚的乘积(d·t)呈线性关系,接头处的破坏形式和连接接头端距与孔径的比值相关。在挤压破坏模式下,当接头板件壁厚一定时,极限承载力的增量随着孔径的增大而减小。螺栓孔采用金属垫圈增强技术,可以大幅度提高节点承载能力(提高63%)。
- 方海徐超孙慧明刘伟庆
- 关键词：复合材料螺栓节点承载力
