摘要：预埋金属连接件并与碳纤维增强热塑性复合材料共固化是实现航空航天、汽车等重要工程领域结构高性能轻量化和智能化设计的有效手段之一,能够有效避免复合材料钻孔带来的力学性能损失以及纤维不连续引起的局部应力集中。该研究将金属连接件预埋入碳纤维/PA6预浸料,采用热压成型工艺制备共固化复合材料结构,考察预埋元件周围纤维连续与不连续结构形式对复合材料结构力学行为的影响,结合超声检测技术,分析智能连接结构损伤破坏模式,并建立相对应的有限元模型,探究因局部纤维结构形式不同所带来的复合材料力学性能和失效行为的差异。结果表明:预埋金属件周围的局部纤维结构形式对碳纤维增强热塑性复合材料的力学性能影响不大,但会带来不同的复合材料失效模式。

摘要：随着我国海洋工程的快速发展,海洋环境下混凝土结构内部钢筋锈蚀导致的钢筋混凝土性能降低和结构破坏等问题越来越凸显。基于轻质、高强、耐腐蚀等性能特点,采用纤维增强复合材料(Fiber reinforced polymer,FRP)与混凝土的组合结构被认为是海洋工程建设中的优异选择。本文介绍了不同海洋腐蚀环境如水或碱性溶液浸泡、紫外线辐射等作用下FRP的降解机理,以及FRP的拉伸、弯曲、剪切、压缩强度等力学性能的退化规律。同时,综述了FRP-混凝土界面性能劣化机理及其对FRP增强混凝土结构性能的影响规律。本文重点讨论海洋环境下FRP增强混凝土结构的界面粘结性能和力学性能,将为海洋环境下纤维增强复合材料性能的研究和工程结构设计提供理论基础和研究方向。

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：纤维增强复合材料具有高比强度、高比模量、结构性能优异以及可设计性强等优势,能够实现构件轻量化和结构-功能设计一体化,在航空航天、交通运输、能源动力以及国防科技等领域具有重要的战略地位。随着纤维增强复合材料在航空航天等领域的大量应用,复合材料之间及其与轻质合金间的高性能-高效率连接成形技术成为航空结构强度和稳定性的重要保障之一。综述纤维增强复合材料连接成形技术的最新研究进展,着重讨论复合材料间及其与轻质合金间的机械连接、胶粘剂连接以及焊接工艺。较全面地论述和分析各类复合材料连接成形的技术特征,对比总结各类连接成形技术的优缺点以及连接结构性能的提升能力,提出各类复合材料连接成形技术的未来发展和研究趋势。

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：纤维增强复合材料具有轻质高强、可设计性强、耐候性好等特性,可用于桥梁防船撞领域。本文针对纤维增强复合材料缠绕管桩进行了桥梁隔离式防撞系统的研究。对纤维增强复合材料缠绕管桩构件开展了抗弯试验,对比分析了不同纤维缠绕角度和管壁厚度对管桩受弯破坏模式及其力-位移曲线的影响。基于弯曲试验结果,计算了缠绕管桩的弹性模量,根据理论计算设计出悬臂桩和支撑桩两种受力形式的单根防撞管桩,继而给出了排架式管桩防撞系统的设计建议。

摘要：推进剂贮箱是卫星、飞船推进分系统,用于贮存推进剂的关键平台载荷,为提高航天推进系统与单机整体性能,追踪国外发展趋势,进行了国内外文献调研与分析。针对航天大型复合材料贮箱研制技术,分别从材料选择、结构设计、可靠性设计、制造工艺、鉴定试验与产品标准等方面阐述了技术重点内容。推进剂贮箱技术是设计、材料、工艺、试验等技术的集成技术,随着技术水平提升,推进剂贮箱综合性能也在不断提高。航天推进剂贮箱向复合材料结构、低温贮存、轻重量、高强度、高可靠性、高安全性、长寿命、环境适应性强等方向发展。

摘要：通过复合材料单向板的偏轴拉伸试验可以获得材料在拉伸和剪切应力作用下的力学响应,对于研究复合材料的损伤和失效行为有重要意义。研究了聚醚醚酮(PEEK)/碳纤维(CF)单向板偏轴拉伸试件以及加强片的形式。结合理论分析,提出了一种带斜角的加强片形式,并确定了不同偏轴角度下理想的加强片倾斜角度。结合有限元建模分析,对比了不同加强片形式对偏轴拉伸试件的应力场和变形场分布的影响。结果显示,使用方形加强片的试件在偏轴拉伸过程中由于偏轴应力影响,出现应力集中并导致弯曲变形。使用斜形加强片可有效消除试件中的弯矩和应力集中现象。为避免斜形加强片尖端在加载过程中发生脱黏,进一步提出了对斜形加强片尖端进行倒圆角的优化方法,并通过有限元建模分析了优化后加强片附近的应力场分布,与使用未倒角加强片的试件对比发现,对于偏轴角度小于30°的试件,所获得的各方向最大应力相差不大,可采用斜形加强片并倒圆角,以获得更准确的试验数据。该设计有效改善了加强片尖端处的应力集中问题。

摘要：文中设计并制作了六个不同的GFRP开孔板连接件,通过单调加载拔出试验分析了GFRP开孔板连接件的破坏模式、荷载-滑移曲线,探讨了开孔直径、开孔数量参数对GFRP开孔板连接件抗剪性能的影响,并回归拟合出了简化的荷载-滑移表达式.结果表明:增大开孔直径和增加开孔数量可以提高GFRP开孔板连接件的抗剪承载力;建立的简化荷载-滑移模型与试验结果吻合较好.

摘要：为进一步认识纤维增强复合材料(FRP)在不同使用环境下的长期性能,通过已有FRP耐久性试验研究,引入二参数Weibull分布函数,在试验样本与参数估计的基础上,对比例参数η与形状参数β二参数进行分析,建立FRP等效Weibull分布退化模型。分析结果表明:在不同环境下,拉伸强度比例参数η随退化时间的延长而逐渐降低,且退化前期下降较快;而形状参数β对不同环境与退化时间均较不敏感。将退化模型与试验结果及现行规范取值对比分析表明,本文模型与试验结果吻合良好,可较好地预测FRP在不同环境下的长期性能。在此基础上,简化得到相应的环境影响修正系数κ_(env),并对现行规范中存在的问题进行探讨,为FRP材料加固混凝土结构的耐久性设计提供参考。