格构腹板增强复合材料泡沫夹芯板侧压性能试验与分析 被引量：10

1

作者 李晓龙 刘伟庆 +1 位作者 方海 史慧媛 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2017年第2期64-69,共6页

提出一种以聚氨酯泡沫为芯材、玻璃纤维增强复合材料为面层和格构腹板的新型复合材料夹层结构板材。采用真空导入工艺制备8个参数不同的夹芯板试件,并对其进行侧压性能试验,探讨格构腹板和聚氨酯泡沫等参数对构件压缩破坏形态和承载性... 提出一种以聚氨酯泡沫为芯材、玻璃纤维增强复合材料为面层和格构腹板的新型复合材料夹层结构板材。采用真空导入工艺制备8个参数不同的夹芯板试件,并对其进行侧压性能试验,探讨格构腹板和聚氨酯泡沫等参数对构件压缩破坏形态和承载性能的影响,并根据复合材料力学理论进行理论分析。结果表明:格构腹板可提高夹芯板的截面刚度,并能有效提升芯材与面层的界面粘结强度,抑制夹芯板面层剥离;聚氨酯泡沫芯材能有效抑制板材在加载初期的局部屈曲;理论分析与试验结果相吻合。 展开更多

关键词 夹层板 格构腹板 泡沫夹芯 侧压试验

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格构腹板增强轻木夹芯复合材料桥面板的制备与受弯分析 被引量：7

2

作者 邹芳 方海 +1 位作者 齐玉军 刘伟庆 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期44-48,共5页

提出了一种新型格构腹板增强轻木夹芯复合材料桥面板,这种面板具有轻质高强、耐腐蚀、易拼装等特点,可用于军事舟桥等组合结构桥梁领域。该新型桥面板的复合材料面层、格构腹板与芯材在模具内通过真空导入工艺整体一次成型,利用格构腹... 提出了一种新型格构腹板增强轻木夹芯复合材料桥面板,这种面板具有轻质高强、耐腐蚀、易拼装等特点,可用于军事舟桥等组合结构桥梁领域。该新型桥面板的复合材料面层、格构腹板与芯材在模具内通过真空导入工艺整体一次成型,利用格构腹板提高面层与芯材的整体性,可更大程度地发挥新型桥面板的受力性能。基于复合材料夹层结构经典理论,对该桥面板在典型轮式车辆和履带式车辆荷载作用下的性能进行了受力分析。结果表明:该桥面板的刚度满足设计要求;纤维面层正应力和轻木芯材剪应力均满足强度要求;与原同尺寸军用桥面板相比,减重57%。 展开更多

关键词 复合材料 格构腹板 桥面板 受弯分析

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格构腹板增强泡沫夹芯复合材料准静态压缩吸能试验 被引量：6

3

作者 樊子砚 方海 +2 位作者 庄勇 刘伟庆 顾年平 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期5-10,共6页

复合材料夹层结构具有轻质高强、弯曲刚度大、耐腐蚀、可设计性强、抗冲击、吸能效果好等特点,用玻璃纤维增强复合材料制作面板和格构腹板,以聚氨酯泡沫作为芯材,采用真空导入成型工艺,制备格构腹板增强泡沫夹芯复合材料试件。保持试件... 复合材料夹层结构具有轻质高强、弯曲刚度大、耐腐蚀、可设计性强、抗冲击、吸能效果好等特点,用玻璃纤维增强复合材料制作面板和格构腹板,以聚氨酯泡沫作为芯材,采用真空导入成型工艺,制备格构腹板增强泡沫夹芯复合材料试件。保持试件的平面尺寸不变,改变腹板间距、腹板高度、腹板铺层数和泡沫密度等参数,对试件进行准静态轴向压缩试验,对比研究其吸能性能。得到以下结论:格构腹板间距和厚度对抗压承载力和吸能性能影响较大,而泡沫芯材的密度影响较小;该新型复合材料的抗压承载力以及吸能性能随着腹板所占的体积比增大而增大,格构腹板对芯材的承载及吸能增强效果显著。 展开更多

关键词 复合材料 格构腹板 准静态压缩 吸能

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格构腹板增强泡沫夹芯复合材料准静态压缩吸能特性 被引量：4

4

作者 徐佳佳 方海 +2 位作者 韩娟 祝露 王健 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期3965-3981,共17页

复合材料夹芯结构具有较高的比强度和比刚度、优异的耐腐蚀性能、良好的抗疲劳性能、简单的成型工艺等特点。以聚氨酯(Polyurethane,PU)泡沫作为芯材,玻璃纤维增强树脂复合材料(Glass fiber reinforced polymer,GFRP)作为面层和腹板,制... 复合材料夹芯结构具有较高的比强度和比刚度、优异的耐腐蚀性能、良好的抗疲劳性能、简单的成型工艺等特点。以聚氨酯(Polyurethane,PU)泡沫作为芯材,玻璃纤维增强树脂复合材料(Glass fiber reinforced polymer,GFRP)作为面层和腹板,制备了空间格构腹板增强泡沫夹芯复合材料试件。保持试件的几何尺寸不变,改变竖直格构腹板的空间位置,将竖直格构腹板优化设计为双层正交格构腹板、双层错位格构腹板和三层错位格构腹板。对试件开展准静态压缩试验,对比研究其破坏形式与吸能特性。发现三层错位格构腹板试件具有较理想的荷载-位移曲线。改变格构腹板的空间位置后,试件的弹性行程延长,同时,试件的承载能力也有所提升。与竖直格构腹板相比,三层错位格构腹板试件的能量吸收值提升91.9%。运用等效十字模型计算了双层正交格构腹板试件的面内等效弹性压缩刚度,可知双层正交格构腹板试件的弹性刚度受格构压缩模量影响较大。利用ANSYS/LS-DYNA对试件进行数值模拟,对比试验研究得到的材料特性和破坏模式,验证了数值模拟的准确性,进而运用数值模拟对各试件的GFRP腹板和泡沫芯材吸收能量的情况进行对比和分析。 展开更多

关键词 格构腹板 准静态压缩 破坏模式 吸能性能 有限元模拟

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双向格构腹板增强泡沫夹层复合材料梁弯曲性能试验 被引量：5

5

作者 陈继业 方海 +2 位作者 庄勇 刘伟庆 钱震 《玻璃钢／复合材料》 CSCD 北大核心 2017年第10期5-10,共6页

复合材料夹层结构具有比强度高、比刚度高、可设计性强、耐腐蚀等特点,以聚氨酯泡沫为芯材,以玻璃纤维增强复合材料为面板和格构腹板,采用真空导入成型工艺,制备双向格构腹板增强泡沫夹层复合材料梁。对无格构泡沫夹芯复合材料梁,不同... 复合材料夹层结构具有比强度高、比刚度高、可设计性强、耐腐蚀等特点,以聚氨酯泡沫为芯材,以玻璃纤维增强复合材料为面板和格构腹板,采用真空导入成型工艺,制备双向格构腹板增强泡沫夹层复合材料梁。对无格构泡沫夹芯复合材料梁,不同腹板高度、腹板间距双向格构增强泡沫夹层复合材料梁进行三点弯曲试验,研究其破坏模式和机理。基于泡沫填充矩形蜂窝芯材的等效十字模型,预估试件的抗弯刚度和挠度,计算值与试验值吻合较好。 展开更多

关键词 格构腹板 三点弯曲 十字模型 抗弯刚度

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格构腹板式界面增强泡桐木夹芯复合材料梁的弯曲性能试验 被引量：5

6

作者 吴中元 方海 +2 位作者 刘伟庆 祝露 齐玉军 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2015年第10期53-57,共5页

复合材料及其夹层结构具有轻质高强、耐腐蚀、节能保温等特点,以玻璃纤维增强复合材料作为面层和格构腹板,以泡桐木为芯材,采用真空导入成型工艺,制备出格构腹板式界面增加泡桐木夹芯复合材料梁。在保持试件总尺寸不变条件下,对木梁、... 复合材料及其夹层结构具有轻质高强、耐腐蚀、节能保温等特点,以玻璃纤维增强复合材料作为面层和格构腹板,以泡桐木为芯材,采用真空导入成型工艺,制备出格构腹板式界面增加泡桐木夹芯复合材料梁。在保持试件总尺寸不变条件下,对木梁、无格构木芯梁、格构木芯梁进行了平面、侧面四点受弯性能试验研究对比。得出如下结论:同一种构造试件平面受压时所受的极限承载力和刚度比侧面受压时所受的极限承载力和刚度高;无格构木芯梁、格构木芯梁试件所受的极限承载力和刚度比木梁试件所受的极限承载力和刚度有明显的提高;格构木芯梁试件所受的极限承载力和刚度比无格构木芯梁试件所受的极限承载力和刚度有一定的提高。 展开更多

关键词 复合材料 格构腹板 受弯性能 木芯梁

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腹板增强复合材料夹层板低速冲击试验与有限元分析 被引量：5

7

作者 祝露 刘伟庆 +2 位作者 方海 钱震 庄勇 《南京工业大学学报（自然科学版）》 北大核心 2017年第5期126-132,共7页

通过格构腹板增强复合材料泡沫夹层板的低速冲击试验,分析试件破坏形态及峰值撞击力。采用ANSYS/LS-DYNA对夹层板的低速冲击性能进行数值分析及试验验证,并通过有限元方法研究纵向格构腹板间距、横向格构腹板间距、面板厚度及芯材高度... 通过格构腹板增强复合材料泡沫夹层板的低速冲击试验,分析试件破坏形态及峰值撞击力。采用ANSYS/LS-DYNA对夹层板的低速冲击性能进行数值分析及试验验证,并通过有限元方法研究纵向格构腹板间距、横向格构腹板间距、面板厚度及芯材高度对峰值撞击力的影响。结果表明:设置格构腹板能减轻试件破坏程度,提高夹层板抗冲击能力。峰值撞击力会随着纵向格构腹板间距、横向格构腹板间距、芯材高度的减小而增大,而面板厚度对峰值撞击力的影响较小。 展开更多

关键词 复合材料 夹层板 格构腹板 低速冲击 峰值撞击力

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多腔矩形纤维增强复合材料约束混凝土组合短柱受压性能

8

作者 杨来运 方海 +1 位作者 谢红磊 李奔奔 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期6910-6921,共12页

为改善矩形拉挤型材受力性能,提高混凝土约束效率,提出一种多腔矩形纤维增强复合材料约束混凝土组合短柱。对多腔矩形纤维增强复合材料管及其约束混凝土构件进行了轴压试验,研究了多腔结构及增设格构腹板对拉挤型材约束混凝土结构破坏... 为改善矩形拉挤型材受力性能,提高混凝土约束效率,提出一种多腔矩形纤维增强复合材料约束混凝土组合短柱。对多腔矩形纤维增强复合材料管及其约束混凝土构件进行了轴压试验,研究了多腔结构及增设格构腹板对拉挤型材约束混凝土结构破坏模式、峰值承载力及其延性特征的影响。试验结果表明,多腔结构有效改善拉挤型材脆性破坏特征,构件破坏前有明显征兆;多腔结构有效改善拉挤型材受力性能及其混凝土约束效率,其中拉挤型材承载力平均提高53.08%,约束混凝土强度平均提高约27.45%。增设格构腹板有效改善材料界面粘结性能,延缓约束面层局部屈曲,提高结构整体变形能力,其中格构增强多腔混凝土组合构件延性系数平均为2.23,远高于无格构构件的1.88;增设格构腹板进一步提高多腔结构混凝土约束效率,结构具有更高的峰值承载力,其中多腔约束混凝土构件承载力最大提高21.17%,远高于无格构构件的7.44%。此外,提出一种简易计算模型,分别对多腔矩形纤维增强复合材料管及其约束混凝土构件的峰值承载力进行了理论计算,计算结果与试验较一致。 展开更多

关键词 纤维增强复合材料约束混凝土柱 多腔结构 格构腹板 轴压性能 峰值荷载

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格构腹板增强泡桐木夹芯复材板的弯曲性能试验 被引量：4

9

作者 王跃 方海 +1 位作者 刘伟庆 齐玉军 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2017年第8期170-174,48,共6页

采用真空导入工艺,制备了格构腹板增强泡桐木夹芯复材板。对不同格构腹板厚度和不同腹板间距的试件进行四点弯曲试验,研究其破坏模式、跨中应变和跨中挠度情况。试验结果表明:增加腹板厚度能有效提高夹芯板的极限承载力,提高幅度随腹板... 采用真空导入工艺,制备了格构腹板增强泡桐木夹芯复材板。对不同格构腹板厚度和不同腹板间距的试件进行四点弯曲试验,研究其破坏模式、跨中应变和跨中挠度情况。试验结果表明:增加腹板厚度能有效提高夹芯板的极限承载力,提高幅度随腹板厚度的增加而减小;减小格构腹板间距也能提高夹芯板的极限承载力,提高幅度随格构腹板间距的减小而减小。采用铁木辛柯梁理论,考虑弯曲和剪切变形的共同影响,推导出板材跨中挠度计算式;采用经典夹芯梁理论预估了试件的受弯极限承载力,挠度和承载力的理论值与实测值均吻合较好。 展开更多

关键词 格构腹板 夹芯板 跨中挠度 弯曲性能

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格构式腹板增强桐木夹芯复合梁弯曲疲劳性能试验研究 被引量：2

10

作者 祝典 方海 +1 位作者 史慧媛 刘伟庆 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S2期215-220,共6页

格构式腹板增强桐木夹芯复合梁因其轻质高强耐腐蚀的特性受到工程研究人员的关注,但对其疲劳特性方面的相关研究至今仍然很少。格构腹板增强桐木夹芯梁是在桐木芯材之间设置GFRP格构腹板,可有效提高复合材料夹芯梁的抗弯性能和界面性能... 格构式腹板增强桐木夹芯复合梁因其轻质高强耐腐蚀的特性受到工程研究人员的关注,但对其疲劳特性方面的相关研究至今仍然很少。格构腹板增强桐木夹芯梁是在桐木芯材之间设置GFRP格构腹板,可有效提高复合材料夹芯梁的抗弯性能和界面性能。对GFRP格构增强的桐木复合梁进行了等分三点弯曲静载试验和疲劳试验,得到了复合桐木夹芯梁的疲劳破坏模式、疲劳寿命和损伤累积发展规律。对试件的疲劳试验的结果采用指数函数模型进行拟合,得到了格构式Ⅱ形、Ⅰ形增强试件和非格构式增强试件的指数函数、幂函数和有效缺陷模型的寿命预测计算式。格构式腹板增强的夹芯梁的挠度发展规律表现为"挠度缓慢平稳上升和累积损伤加速至破坏"两个阶段。研究结果表明,与非格构式腹板增强梁相比,设置格构式腹板对提高桐木夹芯复合梁的弯曲疲劳界面性能有重要作用,使设置格构腹板的梁在疲劳破坏前表现出明显的预兆。 展开更多

关键词 夹芯梁 泡桐木 格构腹板 弯曲试验 疲劳试验 界面性能 疲劳寿命 S-N曲线

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格构腹板增强泡沫夹芯复合材料梁准静态压陷试验 被引量：2

11

作者 黎冲 方海 +2 位作者 祝露 钱震 李晓龙 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2021年第8期18-24,共7页

采用真空导入成型工艺,制备以聚氨酯泡沫为芯材,以玻璃纤维增强复合材料为面板和格构腹板的双向格构腹板增强泡沫夹芯复合材料梁。对普通泡沫夹芯梁和格构腹板增强泡沫夹芯梁进行准静态压陷性能测试并进行对比分析。结果表明:格构腹板... 采用真空导入成型工艺,制备以聚氨酯泡沫为芯材,以玻璃纤维增强复合材料为面板和格构腹板的双向格构腹板增强泡沫夹芯复合材料梁。对普通泡沫夹芯梁和格构腹板增强泡沫夹芯梁进行准静态压陷性能测试并进行对比分析。结果表明:格构腹板增强泡沫夹芯梁相对于普通泡沫夹芯梁,其抗压陷能力得到了显著提升,通过理论推导得出格构腹板增强泡沫夹芯复合材料梁准静态压陷表达式,并且与试验进行对比,结果较吻合。 展开更多

关键词 格构腹板 准静态压陷 泡沫夹芯 复合材料

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格构腹板增强木芯复合材料短柱轴压性能试验与理论分析 被引量：1

12

作者 朱潇雄 方海 +2 位作者 邹芳 杨来运 刘伟庆 《玻璃钢／复合材料》 CAS 北大核心 2019年第11期64-68,共5页

格构腹板增强木芯复合材料短柱以玻璃纤维增强复合材料作为面层与格构腹板,以泡桐木作为芯材,采用真空导入工艺制作而成,具有轻质高强、耐腐蚀、延性好等显著优点。对具有不同格构腹板布置形式、纤维增强复合材料壁厚等参数的复合短柱... 格构腹板增强木芯复合材料短柱以玻璃纤维增强复合材料作为面层与格构腹板,以泡桐木作为芯材,采用真空导入工艺制作而成,具有轻质高强、耐腐蚀、延性好等显著优点。对具有不同格构腹板布置形式、纤维增强复合材料壁厚等参数的复合短柱进行轴压试验,研究了其破坏模式和机理。基于弹性分析法计算了短柱试件的极限承载力,计算值与试验值吻合较好。 展开更多

关键词 木芯复合柱 格构腹板 轴压 破坏模式 承载力

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温度作用下复合材料夹芯墙板的冲击试验 被引量：1

13

作者 夏益炜 张晨浩 +1 位作者 刘伟庆 王璐 《南京工业大学学报（自然科学版）》 北大核心 2017年第5期133-139,145,共8页

研究了以真空导入成型的玻璃纤维增强复合材料(GFRP)夹层板墙板在不同温度作用下的抗低速冲击性能。根据ASTM D7136M—2005规范的冲击试验和冲击后压缩强度测试,来评价该墙板在不同温度下的低速冲击性能。在30、50、70、90℃下分别测量... 研究了以真空导入成型的玻璃纤维增强复合材料(GFRP)夹层板墙板在不同温度作用下的抗低速冲击性能。根据ASTM D7136M—2005规范的冲击试验和冲击后压缩强度测试,来评价该墙板在不同温度下的低速冲击性能。在30、50、70、90℃下分别测量增强格构腹板墙板的中心点和增强格构腹板型墙板的无腹板处、单向腹板处、纵横向腹板交叉处的冲击接触力和侧压承载力,得到相应冲击力-时间曲线和冲击后侧压荷载-位移曲线。试验结果表明:随着试件温度升高,各冲击作用点的冲击接触力都呈现下降的趋势;以冲击后的压缩强度作为评价GFRP-泡沫复合材料夹层墙板的冲击韧性:随着温度的升高,各冲击作用点的冲击韧性也都呈现下降的趋势;温度对墙板的冲击性能影响较大:无论何种温度下,冲击作用点处的腹板数量增加有助于提高其冲击接触力和冲击韧性。 展开更多

关键词 温度 复合材料夹芯墙板 格构腹板 冲击韧性 冲击后压缩强度

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格构增强木芯复材板的弯曲性能试验及其理论分析

14

作者 王蕴天 方海 +1 位作者 吴中元 刘伟庆 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期791-796,共6页

设计一种新型格构增强木芯复材板,通过四点弯试验研究其抗弯性能。该复材板的面层及腹板为复合材料(FRP),芯材分为泡桐木和南方松两种。保持复材板截面尺寸不变,分别将1、2、3、4块木芯利用真空辅助树脂传递模塑工艺一次成型,从而改变... 设计一种新型格构增强木芯复材板,通过四点弯试验研究其抗弯性能。该复材板的面层及腹板为复合材料(FRP),芯材分为泡桐木和南方松两种。保持复材板截面尺寸不变,分别将1、2、3、4块木芯利用真空辅助树脂传递模塑工艺一次成型,从而改变格构腹板数目。此外,以纯木板作为对照试验标的物。结果表明:木芯种类会影响木芯复材板的抗弯性能;不同芯材的最佳格构数目也不同;格构数目增加不会导致复材板刚度产生线性增加。 展开更多

关键词 格构腹板 复合材料夹芯板 木芯 抗弯性能

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空间格构腹板增强泡沫夹芯复合材料试件准静态压缩吸能试验 被引量：3

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作者 庄勇 王健 +2 位作者 方海 刘伟庆 陈继业 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2018年第5期70-77,共8页

采用聚氨酯泡沫作为填充材料,玻璃纤维增强复合材料作为面层和腹板,将双层正交格构腹板改变为双层错位格构腹板、多层错位格构腹板、六边形格构腹板和多层梯形格构腹板,制作空间格构腹板增强泡沫夹芯复合材料试件。对试件开展准静态压... 采用聚氨酯泡沫作为填充材料,玻璃纤维增强复合材料作为面层和腹板,将双层正交格构腹板改变为双层错位格构腹板、多层错位格构腹板、六边形格构腹板和多层梯形格构腹板,制作空间格构腹板增强泡沫夹芯复合材料试件。对试件开展准静态压缩试验,记录试件的破坏过程,得到其荷载-位移曲线。分析试件产生不同破坏形式的原因,对比试件在压缩变形过程中承载力变化情况;引入能量吸收值、比吸能和平均压溃力3个指标比较试件的吸能性能。结果表明:改变竖直格构腹板的空间位置后,试件的准静态压缩破坏模式由竖直格构腹板突然屈曲失稳破坏改变为竖直格构腹板先产生倾斜再发生弯曲破坏,以及斜向格构与泡沫的剥离破坏和斜向格构与斜向格构的层间剥离破坏,有效减少了试件承载力的弹性突变,降低了试件的脆性;竖直格构腹板弯曲破坏比斜向格构的剥离破坏吸收更多能量,其能量吸收值波动幅度最大为16.6%;试件的能量吸收值随着压缩量增加呈线性增加,其耗能性能较为稳定。 展开更多

关键词 空间格构腹板 泡沫夹芯复合材料 准静态压缩 破坏模式 吸能性能

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