摘要：纤维增强复合材料具有质量轻、比强度和比刚度高、抗冲击等特点,已成为冲击防护领域的重要结构材料.深入研究纤维增强复合材料在高速冲击下的能量吸收机制,准确预测纤维增强复合材料的弹道极限速度,对于启发新一代防弹复合材料的优化设计具有重要的科学意义和潜在应用前景.本文从理论分析和数值模拟两个方面回顾了近年来关于纤维增强复合材料弹道极限速度的研究进展,探讨了纤维增强复合材料的组分性质和微观结构以及子弹特征等因素对弹道极限速度的影响.通过对现有研究结果的总结与分析,展望了纤维增强复合材料弹道极限速度研究的方向,期望为防弹复合材料的研究和开发提供参考.

摘要：相场法可以自动捕捉裂纹的萌生和演化,因此在模拟复合材料的复杂失效行为时具有明显优势。为区分纤维增强复合材料(Fiber-reinforced composites,FRC)中存在的不同断裂模式,采用双相场断裂模型来分别表征基体和纤维的损伤演化。同时采用相场变量作为误差指标,在各向异性的双相场模型中引入了基于四叉树分解的网格自适应细化策略。设计并开发了相应的Matlab程序,研究了单向及变刚度纤维增强复合材料单层板在拉伸位移载荷下的断裂行为。计算结果表明:采用基于自适应算法的各向异性双相场模型所得到的数值计算结果与试验结果吻合良好;自适应双相场模型能在保证较高计算精度的同时,配合序参量的演化准确地在裂纹路径上进行网格自动加密,简化网格前处理过程,减少网格数量,降低计算成本,提高计算效率。

摘要：当今航空航天工业正处于飞速发展的时代,对于机翼结构设计的要求也日益提高,纤维增强复合材料因其优异的性能而备受青睐。传统的金属材料虽满足机翼强度与刚度要求,往往会牺牲飞机的整体重量,而纤维增强复合材料轻质高强的特性能,显著减轻了飞机的重量,提高了其性能及燃油效率,降低了运营的成本。航空工业的不断发展,对飞机的航程、载荷以及飞行速度等提出了更高的要求,机翼结构在满足强度与刚度要求的同时,还要尽可能地减小气动阻力,提高飞机的飞行效率,纤维增强复合材料的优异性能使其在这方面有着巨大的潜力。另外,纤维增强复合材料相比传统金属材料具有更好的可再生性与可回收性,能更好地满足环保要求。总之,纤维增强复合材料机翼结构设计及优化,不仅能提升了飞机的整体性能与燃油效率,还促进了航空工业向环保、可持续的方向发展。

摘要：纤维增强复合材料是一种非常重要的建筑工程材料。本文总结了纤维增强复合材料的特性,确定了该材料的塑性、抗冲击、抗拉强度等性能,将该材料用于建筑工程,可以全面提升工程质量。其次,着重介绍了该材料在建筑领域的应用,包括用于加强混凝土的品质,用于涂层织物,用于承重结构,以及用于结构加固等。在此基础上,本项目还将探索纤维增强复合材料在建设工程中的具体运用策略,通过对设计方案的调整和优化,严格按照相关的操作规程,加强对采购过程的关注,从而更好地利用纤维增强复合材料的优点,提高建设项目的建设水平,促进建筑业的健康发展,为行业相关技术人员提供借鉴。

摘要：大直径盾构隧道是建设长大穿海穿江隧道的主要建设形式,具有安全、经济、高效、智能化高等优点。纤维增强复合材料(FRP)具有轻质高强、耐腐蚀、抗疲劳及可设计等优点,在地下复杂服役环境条件下FRP可替代钢材以解决其存在的工程问题。首先,从FRP在深基坑支护结构、在基坑地下连续墙、盾构隧道内部结构以及在泥浆环流管道等4个典型大直径盾构隧道施工分部分项工程方面,介绍了国内外典型的FRP研究和应用范例,结果表明FRP力学性能和服役性能均满足地下基坑支护、盾构隧道等结构的应用要求。针对研发现状及当下应用存在的问题,对FRP在地下工程结构中的应用前景做出展望。

摘要：至今,房屋建筑使用普遍达到30~40年,受各种因素影响,建筑耐久性下降,进而可能影响安全性。加固作为一种修复、补强手段被广泛运用与老旧建筑,其中纤维增强复合材料以出色的力学性能和简便的施工方式,在加固项目中广泛被采用。纤维增强复合材料进行建筑修复,能够提高构件的抗剪、抗弯和抗压能力,使得建筑的生命期得以更长延续。材料自重轻、强度高,在修复建筑构建的同时,满足经济效益最大化。研究中用到的手段主要有三类:实地查看和理论分析。在实地调查中,已有的纤维增强复合材料加固工程显示,便捷的施工流程和出色的施工效果得到了广泛肯定。该研究为未来建筑结构优化设计提供了理论依据和实践参考,对于推动建筑行业的科技创新有重要意义。

摘要：本文分别通过双悬臂梁(DCB)实验与数值模拟,研究了不同短纤维插层(包括短纤维种类、短纤维长度与插层面密度)对亚麻纤维增强复合材料I型层间断裂韧性的影响规律.DCB试验结果表明,当插层为5mm长度、25g/m^(2)面密度的短碳纤维插层时,复合材料1型层间断裂韧性达到2.322kJ/m^(2),取得最大提升幅度80.7%,短纤维桥联与亚麻连续纤维多层级破坏为其主要增韧机理。在此基础上,采用五参数控制的三线性内聚力单元,建立了数值仿真模型。实验与数值模拟结果的对比分析揭示了短纤维插层属性与内聚力模型参数之间的定量关系,可为植物纤维增强复合材料短纤维插层增韧设计提供参考依据.

摘要：生物炭可作为一种轻骨料,部分掺入混凝土中可有效提供内固化及填充效应,成为一种潜在的碳捕捉和封存技术,但由于生物炭高孔隙率的微观结构,导致生物炭混凝土存在强度低、耐腐蚀性差及稳定性差等问题。本研究提出采用玻璃纤维增强复合材料(GFRP)管约束生物炭混凝土,开展GFRP管约束生物炭混凝土的轴压性能试验研究,设计参数主要包括:GFRP管的厚度(层数)、生物炭掺量及生物炭吸水率,着重分析各试件的轴向应力-应变曲线、环向应变-轴向应变曲线、屈服应力、极限应变及环向断裂应变等指标。研究结果表明:在相同生物炭掺量及吸水率的前提下,GFRP管约束生物炭混凝土试件的极限抗压强度相对于未约束试件可提升490.4%~563.3%,约束试件的极限应变也大幅提升,且约束试件屈服应力、应变远远大于未约束试件的屈服应力、应变,说明GFRP管的约束有效提高了生物炭混凝土的强度及变形能力;随着生物炭掺量的增加,约束试件的屈服应力降低,但轴向极限应变增大;而生物炭吸水率的增加则导致约束试件的屈服荷载提高,但极限应变减小;GFRP管的层数增加,使得GFRP管约束生物炭混凝土的二次刚度提升,其环向应变-轴向应变曲线弹性段和二次刚度段无明显过渡点,说明GFRP管与生物炭混凝土协同工作性能良好。

摘要：纤维增强复合材料(FRP)相对于传统钢制缆索具有高强、耐腐蚀和轻质等优异性能,然而如何充分利用这些特性并实现对FRP缆索的可靠锚固,一直是阻碍FRP缆索实现规模化和商业化应用的障碍。FRP缆索锚固系统由非金属的FRP缆索和定制的锚具组成,其研究和应用已成为土木工程界的热点之一。为促进FRP缆索锚固系统的发展和推广应用,从FRP缆索锚固系统的分类、静载锚固性能、长期性能和疲劳性能四个方面综述了FRP缆索锚固系统的研究现状,并介绍了其在实际桥梁工程中的应用。首先综述了FRP缆索锚固系统的分类,对各类不同构造形式和组成材料的黏结型、夹持型和复合型锚固系统进行了系统性梳理,并进行相互之间特点对比;然后剖析了不同类型FRP缆索锚固系统静载锚固性能、长期性能和疲劳性能的影响因素,分析了各类FRP缆索锚固系统的性能机理,并在此基础上阐述了其有限元分析方法和解析分析方法;其次,总结了国内外具有代表性的应用碳纤维增强复合材料(CFRP)缆索锚固系统的实际工程,介绍了CFRP缆索锚固系统的应用场景和基本构型,并强调了各锚固系统的设计特色;最后探讨了FRP缆索锚固系统目前存在的问题和未来的发展趋势,以期对FRP缆索锚固系统的学术研究和工程实践提供新的启发和基础资料。

摘要：针对纤维增强复合材料最典型的分层损伤破坏模式,研究了现阶段冲击动力学仿真计算中常用的复合材料本构模型及失效准则,分析了内聚力单元模型算法与固连失效接触模型算法各自的原理及特点。内聚力单元算法应用了损伤力学和断裂力学,不需要假设初始损伤位置。而固连接触算法将接触面上的从节点集与目标接触面中的表面粘接在一起,当达到失效条件后,从节点集与目标接触面中的表面发生滑动或者分离。针对两种纤维增强复合材料靶板的抗侵彻性能进行仿真计算,通过仿真计算与靶试验证得出,内聚力单元算法及固连接触算法均能较好地模拟纤维增强复合材料的分层损伤破坏模式,揭示了纤维增强复合材料抗侵彻过程中的防护机理,为新型复合防护结构及装备的研制与设计提供重要参考。