树脂基搭接碳纤维智能层的力阻特性 被引量：13

1

作者 朱四荣 郑华升 李卓球 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期111-115,共5页

提出一种具有局部搭接结构的树脂基碳纤维智能层,将其敷设于结构表面以检测结构受载时的变形,实现对结构大范围监测。基于该智能层,采用单轴拉伸和三点弯曲的加载方式,对构件进行应变和位移检测。实验发现,碳纤维局部搭接结构是引起力... 提出一种具有局部搭接结构的树脂基碳纤维智能层,将其敷设于结构表面以检测结构受载时的变形,实现对结构大范围监测。基于该智能层,采用单轴拉伸和三点弯曲的加载方式,对构件进行应变和位移检测。实验发现,碳纤维局部搭接结构是引起力阻效应的主要因素,其单位应变的电阻率变化的灵敏度达到104,相当于非搭接连续碳纤维复合材料力阻效应灵敏度的34倍。实验结果还进一步表明,树脂基搭接碳纤维智能层力阻曲线光滑稳定,其传感极限约为8500με。建立了树脂基搭接碳纤维复合材料的电学模型,揭示了这种力阻效应主要来源于搭接界面处层间电阻的变化,并从纤维轴向力、搭接面积和层间剪应变三个方面解释了这种层间电阻变化的机制。 展开更多

关键词 碳纤维 局部搭接智能层 力阻效应 电学模型 层间电阻

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碳纤维复合材料力阻效应研究综述 被引量：5

2

作者 许兆辉 朱建锋 +2 位作者 丁勇 孙远振 李琦 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2015年第7期86-90,共5页

碳纤维增强复合材料(简称CFRP)是一种优良的新型结构材料,同时具有较好的自感知特性,其力阻效应(电阻随应变的变化)明显。本文综述了国内外对碳纤维单丝、CFRP筋材和CFRP板等不同形式材料力阻效应的研究现状,总结了力阻效应灵敏度指标... 碳纤维增强复合材料(简称CFRP)是一种优良的新型结构材料,同时具有较好的自感知特性,其力阻效应(电阻随应变的变化)明显。本文综述了国内外对碳纤维单丝、CFRP筋材和CFRP板等不同形式材料力阻效应的研究现状,总结了力阻效应灵敏度指标的相关研究成果,并对其变化规律及机理进行了探讨,指出了应用CFRP材料构建智能结构体系需进一步开展的研究工作。 展开更多

关键词 碳纤维复合材料 力阻效应 灵敏度 智能结构 电阻

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碳纤维增强塑料(CFRP)力阻效应的研究评述 被引量：5

3

作者 郑华升 朱四荣 李卓球 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1009-1013,1021,共6页

碳纤维增强塑料(CFRP)作为一种先进结构材料,其力阻效应的发现引起了广泛关注。基于现有研究成果,分别概述了连续碳纤维增强塑料和短切碳纤维增强塑料的力阻行为,从微观力阻现象和电场传输物理模型两方面分析了力阻效应产生的机理,并对... 碳纤维增强塑料(CFRP)作为一种先进结构材料,其力阻效应的发现引起了广泛关注。基于现有研究成果,分别概述了连续碳纤维增强塑料和短切碳纤维增强塑料的力阻行为,从微观力阻现象和电场传输物理模型两方面分析了力阻效应产生的机理,并对内嵌式CFRP力阻传感器和CFRP智能表层进行了介绍。在此基础上,总结了制约CFRP在传感领域应用的因素并指出了未来研究方向。 展开更多

关键词 碳纤维增强塑料CFRP 力阻效应 结构健康监测

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CFRP的剪切力阻效应 被引量：5

4

作者 郑华升 朱四荣 +2 位作者 李静 李卓球 张小玉 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第23期3228-3231,共4页

自制装置构造构件的平面纯剪切变形,将薄层状的树脂基碳纤维复合材料(CFRP)粘贴在构件的纯剪切区域表面,在弹性范围内分析了CFRP的电阻对平面纯剪切变形的响应。实验结果表明,剪应变导致单向连续碳纤维增强的CFRP的纵向电阻变化不明显,... 自制装置构造构件的平面纯剪切变形,将薄层状的树脂基碳纤维复合材料(CFRP)粘贴在构件的纯剪切区域表面,在弹性范围内分析了CFRP的电阻对平面纯剪切变形的响应。实验结果表明,剪应变导致单向连续碳纤维增强的CFRP的纵向电阻变化不明显,其剪切力阻效应灵敏度约为0.16;碳纤维毡增强的CFRP具有显著的剪切力阻效应,其电阻表现出随剪应变线性的可恢复的增加,其剪切力阻效应灵敏度约为2.58。结合线应变致力阻效应产生机制,并通过CFRP细观结构的分析得出,纤维的随机乱向分布及纤维搭接形态的多样性是碳纤维毡增强的CFRP存在剪切力阻效应的主要原因。 展开更多

关键词 CFRP 平面纯剪切 力阻效应

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基于电阻响应的CFRP加固结构的无损检测 被引量：4

5

作者 韩中州 郑华升 陈精英 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期154-158,共5页

提出一种利用加固材料自身的功能特性实施碳纤维增强塑料(CFRP)加固结构分层检测的方法,并针对该方法开展了虚拟仿真实验。基于含预制分层损伤的CFRP加固钢梁有限元模型,采用APDL命令流计算并提取了集中力作用下具有不同分层位置和不同... 提出一种利用加固材料自身的功能特性实施碳纤维增强塑料(CFRP)加固结构分层检测的方法,并针对该方法开展了虚拟仿真实验。基于含预制分层损伤的CFRP加固钢梁有限元模型,采用APDL命令流计算并提取了集中力作用下具有不同分层位置和不同分层长度的CFRP加固梁的电位响应,由此建立了碳纤维加固梁损伤响应样本库,通过BP神经网络技术对损伤位置和尺寸进行识别。采用16电极的虚拟仿真实验验证了该方法对分层检测的有效性。 展开更多

关键词 碳纤维增强塑料加固结构 力阻效应 人工神经网络 无损检测

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碳纤维毡/环氧树脂复合材料的力阻效应 被引量：4

6

作者 郑华升 朱四荣 李卓球 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期11085-11088,11093,共5页

以短切碳纤维毡和环氧树脂为原材料制成复合材料,考察了该材料在单向拉伸载荷下的力阻响应。实验结果表明,该材料具有正力阻效应(拉应变引起材料的电阻增大)。其中,单层碳纤维毡/环氧树脂复合材料的力阻灵敏度可达13.9,但在加载过程中... 以短切碳纤维毡和环氧树脂为原材料制成复合材料,考察了该材料在单向拉伸载荷下的力阻响应。实验结果表明,该材料具有正力阻效应(拉应变引起材料的电阻增大)。其中,单层碳纤维毡/环氧树脂复合材料的力阻灵敏度可达13.9,但在加载过程中其电阻表现出逐渐衰减趋势;多层碳纤维毡/环氧树脂复合材料的力阻性能更为稳定,但随着层数的增加灵敏度逐渐降低,5层复合材料的力阻灵敏度下降到5.7。多层复合材料的立体导电网络是其稳定性提升和灵敏度下降的主要原因。将碳纤维毡/环氧树脂多层复合材料敷设在梁结构表面形成智能表层,利用其力阻性能实现了梁结构在循环载荷下的变形监测以及在单调载荷作用下损伤监测。 展开更多

关键词 碳纤维毡 环氧树脂 力阻效应 健康监测

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碳纤维单丝偏轴拉伸力阻效应实验与理论分析 被引量：3

7

作者 方玺 朱四荣 李卓球 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1383-1385,1389,共4页

碳纤维在复合材料基体中的分布较大程度地影响了碳纤维智能材料的感知特性,故需在微米尺度下研究多角度偏轴拉伸下的碳纤维单丝的力电功能响应。测试了不同角度拉伸环境下碳纤维单丝的电阻变化,并对其电阻的变化情况进行了分析。结果表... 碳纤维在复合材料基体中的分布较大程度地影响了碳纤维智能材料的感知特性,故需在微米尺度下研究多角度偏轴拉伸下的碳纤维单丝的力电功能响应。测试了不同角度拉伸环境下碳纤维单丝的电阻变化,并对其电阻的变化情况进行了分析。结果表明碳纤维单丝在外载荷偏轴拉伸作用下电阻变化与拉伸角度间存在非线性关系。外载荷在纤维方向产生的应变对电阻变化率的作用强于垂直纤维方向应变对电阻变化率的作用,62°拉伸角为正负力阻效应的临界角度。 展开更多

关键词 碳纤维 力阻效应 偏轴拉伸 电阻变化率

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CFRP拉挤板材的力阻效应 被引量：3

8

作者 郑华升 周梓棣 杜琰 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期95-98,共4页

采用单向拉伸试验考察了碳纤维增强塑料(CFRP)拉挤板的电阻–应变响应规律。结果表明,纵向拉应变引起CFRP拉挤板纵向电阻的增大,其力阻效应的平均灵敏度为1.87,尺寸变化是其电阻变化的主要原因;CFRP拉挤板的力阻响应具有较好的线性,其... 采用单向拉伸试验考察了碳纤维增强塑料(CFRP)拉挤板的电阻–应变响应规律。结果表明,纵向拉应变引起CFRP拉挤板纵向电阻的增大,其力阻效应的平均灵敏度为1.87,尺寸变化是其电阻变化的主要原因;CFRP拉挤板的力阻响应具有较好的线性,其非线性误差为±1.5%;循环加载过程中,CFRP拉挤板的力阻响应平稳,重复性误差为±4.3%;经过一个周期的加载–卸载试验后,CFRP拉挤板的电阻产生不可逆的增大,其迟滞误差为±4.8%。 展开更多

关键词 CFRP拉挤板 力阻效应 加固结构

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连续碳纤维预浸料敏感层力阻效应的实验研究 被引量：2

9

作者 唐健 朱四荣 李卓球 《武汉理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第18期16-19,共4页

以环氧树脂作为基体,将预浸料连续碳纤维带制成有局部叠层和无叠层的敏感层。将其敷设于构件表面,采用轴向拉伸循环的加载方式研究了2种敏感层的电阻随载荷变化的响应。实验结果表明,树脂基连续碳纤维预浸料智能材料具有稳定的力阻效应,... 以环氧树脂作为基体,将预浸料连续碳纤维带制成有局部叠层和无叠层的敏感层。将其敷设于构件表面,采用轴向拉伸循环的加载方式研究了2种敏感层的电阻随载荷变化的响应。实验结果表明,树脂基连续碳纤维预浸料智能材料具有稳定的力阻效应,2种敏感层的传感灵敏度分别是2.95和2.13。初步分析了这种结果产生的原因。 展开更多

关键词 碳纤维 局部叠层 敏感层 电阻变化率 力阻效应

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基于CFRP智能表层的GFRP结构变形监测 被引量：2

10

作者 郑华升 李静 +1 位作者 朱四荣 李卓球 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2015年第11期20-24,共5页

以短切碳纤维毡和环氧树脂为原材料制备CFRP复合材料,提出将其作为智能表层用于GFRP结构变形监测。实验结果表明,CFRP智能表层具有稳定的伏安性能和力阻效应,随着拉应变的增加,其电阻表现出线性的可恢复的增大,且具有较好的稳定性;利用C... 以短切碳纤维毡和环氧树脂为原材料制备CFRP复合材料,提出将其作为智能表层用于GFRP结构变形监测。实验结果表明,CFRP智能表层具有稳定的伏安性能和力阻效应,随着拉应变的增加,其电阻表现出线性的可恢复的增大,且具有较好的稳定性;利用CFRP智能表层电阻变化,无论是将其敷设在受拉侧还是受压侧,均可实时监测GFRP梁的弯曲变形;通过采用不同电极布置方式的对比试验发现,CFRP智能表层的测试结果受到电极布置方式的影响,端部电极四电极法和表面电极四电极法的力阻灵敏度分别为5.9和7.3,而两电极法的灵敏度可达到13.1,但在稳定性方面四电极法优于两电极法。 展开更多

关键词 GFRP CFRP 力阻效应 变形监测

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CFRP智能表层在结构健康监测中的应用 被引量：2

11

作者 郑华升 李静 朱四荣 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期157-160,共4页

结合现有研究成果,对碳纤维增强塑料(CFRP)智能表层的研究现状进行了综述。简述了CFRP智能表层的分类及各自特点,介绍了CFRP智能表层在实施过程中的电阻测量方法和检测方式;通过与传统应变传感器的比较,分析了CFRP智能表层在灵敏度、测... 结合现有研究成果,对碳纤维增强塑料(CFRP)智能表层的研究现状进行了综述。简述了CFRP智能表层的分类及各自特点,介绍了CFRP智能表层在实施过程中的电阻测量方法和检测方式;通过与传统应变传感器的比较,分析了CFRP智能表层在灵敏度、测量信息量和耐久性上的优势,并结合CFRP智能表层的不足对其未来发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 碳纤维增强塑料 智能表层 力阻效应 结构健康监测

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基于力阻效应的CFRP加固钢梁的自检测技术 被引量：1

12

作者 周梓棣 郑华升 +2 位作者 赵正山 黄鼎 杨添咏 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期152-155,共4页

针对碳纤维增强塑料(CFRP)加固钢结构,基于加固材料自身的力阻功能特性,提出以覆盖在结构表面的CFRP加固层作为传感器实施结构的变形与损伤监测。开展了CFRP加固钢梁的三点弯曲实验,利用四电极法监测了加载过程中CFRP加固层的电阻响应... 针对碳纤维增强塑料(CFRP)加固钢结构,基于加固材料自身的力阻功能特性,提出以覆盖在结构表面的CFRP加固层作为传感器实施结构的变形与损伤监测。开展了CFRP加固钢梁的三点弯曲实验,利用四电极法监测了加载过程中CFRP加固层的电阻响应。结果表明,在循环加载过程中,无论是位于受拉侧还是受压侧,CFRP加固层的电阻均能及时响应结构的变形,而且具有良好的线性和重复性;在单调加载至屈服阶段时,CFRP加固层的电阻响应曲线相应地出现转折点,当结构破坏时,该电阻响应曲线发生突变。实验结果为CFRP加固钢梁变形与损伤的自监测提供了依据。 展开更多

关键词 碳纤维增强塑料加固结构 力阻效应 四电极法 健康监测

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基于力阻效应的CFRP试件传感特性的试验研究 被引量：1

13

作者 梁戈 刘荣桂 +2 位作者 许兆辉 谢桂华 黄俊捷 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期60-63,共4页

基于碳纤维复合材料传感原理,推导电阻变化率与应变的关系公式,通过CFRP试件轴向拉伸试验,得到试件的初始电阻和伏安特性曲线,研究了在三个不同的应变阶段,试件电阻变化率随应变的变化关系,并通过线性拟合得到初始阶段CFRP试件的灵敏度... 基于碳纤维复合材料传感原理,推导电阻变化率与应变的关系公式,通过CFRP试件轴向拉伸试验,得到试件的初始电阻和伏安特性曲线,研究了在三个不同的应变阶段,试件电阻变化率随应变的变化关系,并通过线性拟合得到初始阶段CFRP试件的灵敏度。试验结果表明:当应变小于0.8%时,电阻变化率随应变变化较快,表现出良好的线性关系,具有良好的力阻效应;当应变在0.8%~2.4%之间时,电阻变化率随应变的变化速度降低,电阻-应变关系曲线出现波动;当应变大于2.4%时,电阻变化率急剧增长,试件破坏。 展开更多

关键词 CFRP 力阻效应 电阻 应变 灵敏度

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碳单丝网络单元的力阻实验与建模分析 被引量：1

14

作者 方玺 葛权耕 +1 位作者 朱四荣 李卓球 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2013年第4期725-728,共4页

通过碳纤维网络单丝单元的力阻实验,讨论了碳纤维毡的电阻网络并以2阶碳纤维单丝网络单元为研究对象,对它的力阻特性进行建模分析,分析表明理论电阻值与载荷间存在线性关系,且符合实际值.说明基于电阻网络的力阻传感模型对于碳纤维单丝... 通过碳纤维网络单丝单元的力阻实验,讨论了碳纤维毡的电阻网络并以2阶碳纤维单丝网络单元为研究对象,对它的力阻特性进行建模分析,分析表明理论电阻值与载荷间存在线性关系,且符合实际值.说明基于电阻网络的力阻传感模型对于碳纤维单丝网络单元的传感特性解耦研究是合适的. 展开更多

关键词 碳纤维单丝 网络单元 功能特性 力阻效应

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混杂纤维发热格栅的力学性能及力阻效应

15

作者 彭哲琦 汪昕 +2 位作者 梁训美 赵纯锋 沈君乾 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2022年第11期82-89,共8页

传统的融雪化冰方法存在耗时耗力、污染环境等问题,兼具加筋增强和电热效应的混杂纤维发热格栅布设于道路面层进行融雪化冰成为近年来一个重要的研究方向。本文研究了碳纤维发热芯、混杂纤维发热格栅的静力拉伸性能及力阻效应,试件包括... 传统的融雪化冰方法存在耗时耗力、污染环境等问题,兼具加筋增强和电热效应的混杂纤维发热格栅布设于道路面层进行融雪化冰成为近年来一个重要的研究方向。本文研究了碳纤维发热芯、混杂纤维发热格栅的静力拉伸性能及力阻效应,试件包括三种不同基体(环氧树脂、丁苯胶乳乳液、聚氨酯树脂)和两种编织方式(无捻、有捻)共六种碳纤维浸胶纱,玄武岩纤维格栅和碳纤维/玄武岩纤维混杂纤维发热格栅。结果表明:聚氨酯树脂有捻碳纤维浸胶纱作为碳纤维发热芯与玄武岩纤维格栅之间的复合效果良好,这种混杂纤维发热格栅弹性模量为87 GPa,强度利用率可达93.6%,在0~10 000με之间电阻变化率保持在1%以内,满足工程应用的要求。 展开更多

关键词 发热格栅 混杂纤维 力学性能 力阻效应

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碳粉掺量对碳纤维筋材力阻效应的影响 被引量：1

16

作者 刘荣桂 许兆辉 +2 位作者 黄俊捷 丁勇 梁戈 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2016年第5期29-34,共6页

为研究不同碳粉掺量改性基体对碳纤维增强复合材料（CFRP）筋力阻效应的影响,制作了碳粉掺量（质量分数）分别为0%,2%,4%,6%,8%的5组碳粉改性CFRP筋材,通过轴向拉伸试验研究其电阻-应变行为。结果表明：碳粉会降低碳纤维筋材的电阻,碳... 为研究不同碳粉掺量改性基体对碳纤维增强复合材料（CFRP）筋力阻效应的影响,制作了碳粉掺量（质量分数）分别为0%,2%,4%,6%,8%的5组碳粉改性CFRP筋材,通过轴向拉伸试验研究其电阻-应变行为。结果表明：碳粉会降低碳纤维筋材的电阻,碳粉改性CFRP筋材在低应力水平阶段的电阻变化率-应变关系线性较好,线性判定系数在0.92以上,灵敏度值在20~30之间;极限应变为3%~5%,最大电阻变化率为35%~60%;在低应力水平阶段,碳粉掺量对灵敏度值影响较小。 展开更多

关键词 CFRP 碳粉 力阻效应 电阻 灵敏度

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CFRCM拉拔过程碳纤维束力阻效应机理分析

17

作者 陈冠浩 张大伟 +2 位作者 张一飞 苏文超 陈培尔 《低温建筑技术》 2021年第5期56-60,共5页

为研究无树脂浸渍的干碳纤维束在水泥基材料中的力阻效应机理,进行了干碳纤维束拉伸试验、CFRCM拉拔试验,并基于试验结果及CFRCM试件切面微观图像分别阐明拉伸及拉拔过程中碳纤维束电阻变化的机理。结合CFRCM拉拔滑移响应,推理提出并由... 为研究无树脂浸渍的干碳纤维束在水泥基材料中的力阻效应机理,进行了干碳纤维束拉伸试验、CFRCM拉拔试验,并基于试验结果及CFRCM试件切面微观图像分别阐明拉伸及拉拔过程中碳纤维束电阻变化的机理。结合CFRCM拉拔滑移响应,推理提出并由试验结果验证了拉拔全过程电阻三阶段变化模型,并探究了拉拔过程两种电阻曲线形态与试件粘结性能的关系。 展开更多

关键词 力阻效应 CFRCM 拉拔滑移响应 三阶段模型 电阻曲线形态

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多电极碳纤维筋的力阻效应试验研究

18

作者 李宇云 吴迪 卢益鹏 《中文科技期刊数据库（全文版）工程技术》 2016年第9期215-215,217,共2页

碳纤维复合增强材料不仅具有高强、耐腐蚀等承载特性,还具有自感知等智能特性,利用这些性质可以制成具有自感知性能的筋材。本文对于多电极的树脂基碳纤维材料进行力阻效应研究,分析多电极碳纤维筋的电阻-应变关系。通过试验发现不同电... 碳纤维复合增强材料不仅具有高强、耐腐蚀等承载特性,还具有自感知等智能特性,利用这些性质可以制成具有自感知性能的筋材。本文对于多电极的树脂基碳纤维材料进行力阻效应研究,分析多电极碳纤维筋的电阻-应变关系。通过试验发现不同电极间的电阻-应变曲线基本相同,并且大致存在低应变阶段、应变增大阶段以及电阻下降阶段三个时期。 展开更多

关键词 碳纤维复合增强材料 多电极 力阻效应

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