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表面硅烷改性和激光加工微倒钩结构对铝合金-CFRP胶接接头性能的影响 被引量:2
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作者 张书平 曹宇 +4 位作者 杨文峰 蔡燕 刘文文 朱德华 张还 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期102-110,共9页
碳纤维复合增强材料(CFRP)作为一种力学性能优异的新材料,已经成为航空和汽车轻量化领域的优选材料。因此实现CFRP与铝合金的高强度连接是提升CFRP与铝合金复合结构件整体强度的关键。提出了一种激光阶梯扫描制备倒钩阵列的方法,并将该... 碳纤维复合增强材料(CFRP)作为一种力学性能优异的新材料,已经成为航空和汽车轻量化领域的优选材料。因此实现CFRP与铝合金的高强度连接是提升CFRP与铝合金复合结构件整体强度的关键。提出了一种激光阶梯扫描制备倒钩阵列的方法,并将该方法与硅烷表面改性相结合,实现了铝合金与CFRP接头的高强度连接。实验结果表明:激光阶梯扫描制备的倒钩阵列大大增强了胶接界面之间的机械互锁效应,进而增强了接头强度。硅烷偶联剂改性后铝合金与黏结剂之间出现了硅烷过渡层,接头强度得到进一步提升。与砂纸粗化处理相比,激光处理后强度提升了24.6%,达到16.7 MPa,硅烷改性后强度得到进一步提升,达到17.4 MPa。 展开更多
关键词 激光技术 脉冲激光器 激光材料加工 碳纤维增强塑料 胶接接头 拉伸剪切强度
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碳纤维增强复合材料与钛合金激光连接仿真 被引量:2
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作者 景若木 徐洁洁 +1 位作者 肖荣诗 黄婷 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1-11,共11页
为了研究不同工艺参数对TC4钛合金与连续编织碳纤维增强聚醚醚酮基复合材料(CFPEEK)的激光焊接接头的影响规律,并对焊接工艺窗口进行预测,使用ABAQUS软件建立基于热传导的有限元仿真模型,计算TC4钛合金/CFPEEK激光焊接接头的温度场分布... 为了研究不同工艺参数对TC4钛合金与连续编织碳纤维增强聚醚醚酮基复合材料(CFPEEK)的激光焊接接头的影响规律,并对焊接工艺窗口进行预测,使用ABAQUS软件建立基于热传导的有限元仿真模型,计算TC4钛合金/CFPEEK激光焊接接头的温度场分布。针对CFPEEK中连续编织碳纤维的实际铺层情况,在建模时对复合材料进行分层处理,将碳纤维层视为正交性质的材料。在此基础上探究了激光功率、焊接速度、光斑尺寸对焊缝熔化深度及宽度的影响规律,计算结果与实际试验结果吻合度较高,激光功率、焊接速度、光斑尺寸等工艺参数均对接头结合处的温度有较大影响。经过多组参数的计算,得到了TC4钛合金/连续编织CFPEEK激光连接的预测工艺窗口。结果表明,所建立的有限元模型能够有效模拟连续编织CFPEEK与TC4钛合金激光连接的温度场分布,对实际试验有一定指导意义,可降低试验成本。 展开更多
关键词 激光技术 激光连接 碳纤维增强复合材料 TC4钛合金 数值模拟
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碳纤维复合材料构件超声自动检测系统 被引量:5
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作者 曾学花 徐志农 +2 位作者 李雄兵 郑慧峰 姜峰 《组合机床与自动化加工技术》 2007年第8期47-50,共4页
针对航空领域专用的碳纤维复合材料板材,以超声波脉冲反射法的检测方法为基础,研制了用于碳纤维复合材料内部缺陷检测的超声波自动检测系统。介绍了脉冲反射法检测原理,机械系统、硬件系统结构和软件系统的设计开发思想,最后用实验得到... 针对航空领域专用的碳纤维复合材料板材,以超声波脉冲反射法的检测方法为基础,研制了用于碳纤维复合材料内部缺陷检测的超声波自动检测系统。介绍了脉冲反射法检测原理,机械系统、硬件系统结构和软件系统的设计开发思想,最后用实验得到构件的超声C扫描图像。实验结果表明,该系统具有较高的精度和效率,对碳纤维复合材料缺陷的检测很适用。 展开更多
关键词 超声波 脉冲反射法 碳纤维复合材料
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剪力滞对CFRP板-钢梁加固界面应力的影响
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作者 朱佩云 李晓章 +1 位作者 余明明 谢旭 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1020-1028,共9页
为了分析工字钢梁弯曲变形产生的剪力滞效应对黏结层法向应力和切应力的影响,基于虚功原理的能量变分法建立考虑剪力滞的碳纤维增强复合材料(CFRP)加固梁黏结应力计算理论方程.通过与试验和有限元数值模拟结果的对比,验证了理论方程的... 为了分析工字钢梁弯曲变形产生的剪力滞效应对黏结层法向应力和切应力的影响,基于虚功原理的能量变分法建立考虑剪力滞的碳纤维增强复合材料(CFRP)加固梁黏结应力计算理论方程.通过与试验和有限元数值模拟结果的对比,验证了理论方程的正确性.开展不同弯矩作用下的工字型钢梁黏结层界面切应力和法向应力参数分析.结果表明,剪力滞引起的翼缘板纵向位移沿横向3次抛物线分布的假定是合理的.剪力滞效应对CFRP加固工字钢梁弯曲变形下的端部界面应力影响不可忽略,影响程度随着截面弯矩和翼缘板宽度的增加而增大. 展开更多
关键词 碳纤维增强复合材料(CFRP) 工字型钢梁加固 剪力滞 能量变分法 界面应力
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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
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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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用于碳纤维复合材料孔隙率检测的便携式超声仪器研制 被引量:1
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作者 李凌 周晓军 +2 位作者 华志恒 潘晓彬 刘守山 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期420-422,共3页
针对航空领域专用的碳纤维复合材料板材,以超声波的声衰减模型为基础,研制了用于孔隙率检测的便携式超声仪器。介绍了检测原理、硬件体系结构和软件的开发思想。仪器采用笔记本电脑控制信号的采集、处理和显示,系统轻巧,便于携带,能够... 针对航空领域专用的碳纤维复合材料板材,以超声波的声衰减模型为基础,研制了用于孔隙率检测的便携式超声仪器。介绍了检测原理、硬件体系结构和软件的开发思想。仪器采用笔记本电脑控制信号的采集、处理和显示,系统轻巧,便于携带,能够快捷、准确地完成碳纤维复合材料板孔隙率的检测,非常适合现场使用。 展开更多
关键词 超声波 衰减系数 碳纤维复合材料 孔隙率
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Detection of stacking orientation error of CFRP composite laminates using ultrasound waves
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作者 Sun-Kyu KIM David HSU +1 位作者 Young-Hwan SEO Kwang-Hee IM 《中国有色金属学会会刊:英文版》 CSCD 2009年第B09期124-127,共4页
A jig was developed for generating a shear wave. A pyramid with an isosceles triangle with two 45o was made of aluminum to generate shear waves using two longitudinal transducers based on ultrasonic-polarized mechanis... A jig was developed for generating a shear wave. A pyramid with an isosceles triangle with two 45o was made of aluminum to generate shear waves using two longitudinal transducers based on ultrasonic-polarized mechanism. Also, the signal splitter was connected to the pulser jack on the pulser/receiver and to the longitudinal transducers. Therefore, an experimental way was performed in order to make shear wave on the bottom of aluminum alloyed pyramid. Also, a jig was manufactured and developed for generating a shear wave based on the computer numerical simulation. It is found that the experimentally shear wave variation of newly-designed jig is consistent with computer numerical simulation results and shear wave ultrasonic application can be very useful to detect the defects in CFRP composites. 展开更多
关键词 碳纤维复合材料 误差检测 超声波 复合材料层板 计算机数值模拟 堆垛 脉冲发生器 信号分配器
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碳纤维布增强钢筋混凝土梁抗弯力学性能研究 被引量:86
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作者 邓宗才 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期45-51,共7页
用碳纤维布对 1 6个足尺的钢筋混凝土梁作了增强处理 ,通过改变纤维布层数、配筋率等参数 ,试验研究了碳纤维布对于梁抗弯承载力和抗弯刚度的影响规律。试验证明 :碳纤维布对于提高梁的抗弯承载力效果十分显著 ,同时它对于增强梁的抗弯... 用碳纤维布对 1 6个足尺的钢筋混凝土梁作了增强处理 ,通过改变纤维布层数、配筋率等参数 ,试验研究了碳纤维布对于梁抗弯承载力和抗弯刚度的影响规律。试验证明 :碳纤维布对于提高梁的抗弯承载力效果十分显著 ,同时它对于增强梁的抗弯刚度也有良好的作用。用弹塑性截面分析法、非线性有限元法计算了梁的承载力与挠度 ,理论计算值与试验值吻合良好。 展开更多
关键词 碳纤维布 钢筋混凝土梁 抗弯承载力 弹塑性截面分析 非线性有限元 桥梁 增强处理
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碳纤维布加固钢筋混凝土圆柱的轴心受压试验研究 被引量:48
9
作者 赵海东 赵鸣 张誉 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2000年第7期26-30,共5页
通过对钢筋混凝土圆柱模型缠绕碳纤维布的轴心受压试验研究 ,详细介绍了用碳纤维布加固后的圆柱破坏特征 ,其受力性能及破坏机理 ,碳纤维布约束混凝土与钢筋及钢管约束混凝土的差异。并提出了用碳纤维加固钢筋混凝土柱的轴心受压承载力... 通过对钢筋混凝土圆柱模型缠绕碳纤维布的轴心受压试验研究 ,详细介绍了用碳纤维布加固后的圆柱破坏特征 ,其受力性能及破坏机理 ,碳纤维布约束混凝土与钢筋及钢管约束混凝土的差异。并提出了用碳纤维加固钢筋混凝土柱的轴心受压承载力计算方法。 展开更多
关键词 碳纤维布 构件加固 钢筋混凝土柱 轴心受压 试验
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纤维增强塑料(FRP)在结构加固工程中的应用 被引量:40
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作者 田水 朱暾 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2000年第3期40-43,共4页
纤维增强塑料(FRP)在结构加固和工程改造中的应用是目前国际土木工程领域研究开发的一个热点.文中介绍了碳纤维材料(FRP)的材料性能及其近年来用于工程实际的发展状况.
关键词 碳纤维材料 加固 结构 混凝土结构 FRP
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碳纤维复合材料(CFRP)孔隙的形态特征 被引量:36
11
作者 华志恒 周晓军 刘继忠 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期103-107,共5页
对碳纤维复合材料内孔隙的微观形态进行了观察和图像分析,并对孔隙的形态特征进行了统计分析。结果表明,在碳纤维复合材料中孔隙大多发生在层间,而且会沿层间发展,孔隙的面积和长度都会随孔隙率的增加而增加。孔隙率越大孔隙的宽长比越... 对碳纤维复合材料内孔隙的微观形态进行了观察和图像分析,并对孔隙的形态特征进行了统计分析。结果表明,在碳纤维复合材料中孔隙大多发生在层间,而且会沿层间发展,孔隙的面积和长度都会随孔隙率的增加而增加。孔隙率越大孔隙的宽长比越小,形状越细;而孔隙率越小孔隙的宽长比则越大,形状更加接近圆形,而且分布比较分散。 展开更多
关键词 碳纤维复合材料 孔隙 形态 图像分析
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碳纤维复合材料在固体火箭上的应用 被引量:28
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作者 霍肖旭 刘红林 曾晓梅 《高科技纤维与应用》 CAS 2000年第3期1-7,20,共8页
本文简要地论述了国内外碳/碳复合材料 (C/C)、碳纤维增强塑料 (C/P)在固体火箭发动机壳体、喷管上的应用。指出高性能、低成本碳纤维是发展我国战术固体火箭的关键。
关键词 碳纤维 碳/碳复合材料 增强塑料 固体火箭发动机
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含孔隙碳纤维复合材料的超声衰减模型 被引量:21
13
作者 周晓军 游红武 程耀东 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第3期99-106,共8页
从碳纤维复合材料孔隙率的超声脉冲检测原理出发,在假设其它缺陷的影响已在定性分析中排除、或以当量及修正的方式引入的前提下,对于根据孔隙直径适当给定的检测频率,建立材料的超声衰减模型,并导出超声衰减系数与材料和孔隙缺陷的... 从碳纤维复合材料孔隙率的超声脉冲检测原理出发,在假设其它缺陷的影响已在定性分析中排除、或以当量及修正的方式引入的前提下,对于根据孔隙直径适当给定的检测频率,建立材料的超声衰减模型,并导出超声衰减系数与材料和孔隙缺陷的主要参数之间的理论与统计关系,为建立新的检测方法提供理论支撑,改变现有检测方法的检测结果与理论模型的不一致现象。其中作为中间结果之一所建立的碳纤维声衰减模型及相应导出的声衰减系数与碳纤维含量和碳纤维半径之间的关系,不仅可服务于本文的直接应用目标,而且对于基于超声衰减原理的纤维增强复合材料无损检测的其它方面也具意义。作为中间结果之二所建立的分布孔隙率超声衰减模型,考虑到材料中的孔隙按其半径分布,而不同半径范围的孔隙表现出相异的声衰减特性这一实际情况,在由单一半径孔隙率声衰减模型导出的理论关系中引入了孔隙率与孔隙半径相关关系的统计特征。 展开更多
关键词 碳纤维 复合材料 孔隙率 超声波衰减
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体育器材中碳纤维增强塑料的应用研究 被引量:34
14
作者 张国胜 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期166-169,共4页
采用碳纤维增强塑料来制造体育器材,可以提高体育器材的综合性能,这一理论已经得到了多年具体实践的验证。主要介绍了碳纤维增强塑料的结构和性能,以及碳纤维增强塑料在体育器材中应用的理论基础,并从不同类别的体育器材角度入手,介绍... 采用碳纤维增强塑料来制造体育器材,可以提高体育器材的综合性能,这一理论已经得到了多年具体实践的验证。主要介绍了碳纤维增强塑料的结构和性能,以及碳纤维增强塑料在体育器材中应用的理论基础,并从不同类别的体育器材角度入手,介绍了碳纤维增强塑料的具体应用实例。 展开更多
关键词 体育器材 碳纤维增强塑料 成型 应用
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大跨度钢索和CFRP索斜拉桥车桥耦合振动研究 被引量:27
15
作者 谢旭 朱越峰 申永刚 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2007年第z1期53-61,共9页
以跨度600m~1400m的大跨度斜拉桥为对象,应用考虑拉索侧向振动影响的车桥耦合振动分析方法研究了钢索和CFRP索斜拉桥的交通振动响应,比较了车辆计算模型、行车速度对计算结果的影响,并分析了斜拉桥的动力冲击系数。研究结果表明,大跨... 以跨度600m~1400m的大跨度斜拉桥为对象,应用考虑拉索侧向振动影响的车桥耦合振动分析方法研究了钢索和CFRP索斜拉桥的交通振动响应,比较了车辆计算模型、行车速度对计算结果的影响,并分析了斜拉桥的动力冲击系数。研究结果表明,大跨度斜拉桥主梁的振动响应以静位移和长周期振动成分为主,拉索局部侧向振动不明显,车辆计算模型对结构振动响应的影响十分有限,行车速度的提高增加了结构的动力系数,两种拉索材料对斜拉桥在车辆荷载下的振动响应影响很小,斜拉桥的动力系数离散性大且与构件类型有关。 展开更多
关键词 斜拉桥 交通振动 拉索侧向振动 碳纤维拉索 动力系数
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碳纤维增强复合材料螺旋铣孔切削力及加工质量研究 被引量:29
16
作者 刘刚 张恒 +4 位作者 王亚飞 周兰 高凯晔 柯映林 卢大伟 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期1292-1299,共8页
针对传统钻孔方法加工复合材料时易导致分层、撕裂等缺陷的问题,采用螺旋铣作为新的制孔技术,根据飞机装配现场的实际加工条件,构建以机器人为移动载体、螺旋铣孔终端执行器为加工单元、螺旋铣孔专用刀具为切削工具的加工系统,采用该加... 针对传统钻孔方法加工复合材料时易导致分层、撕裂等缺陷的问题,采用螺旋铣作为新的制孔技术,根据飞机装配现场的实际加工条件,构建以机器人为移动载体、螺旋铣孔终端执行器为加工单元、螺旋铣孔专用刀具为切削工具的加工系统,采用该加工系统对碳纤维增强复合材料(CFRP)螺旋铣孔关键工艺参数进行正交试验,并讨论了刀具主轴转速、每齿进给量和轴向切削深度等工艺参数对切削力的影响规律;通过对加工缺陷的监测,探讨了切削力与CFRP分层、撕裂等缺陷之间的关系;最后对工艺参数进行优化,经试验验证,优化后轴向切削力较优化前降低26%以上,孔入口及出口处均无撕裂、毛刺,加工质量最优。 展开更多
关键词 螺旋铣 正交试验 切削力 分层 撕裂 碳纤维增强复合材料
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碳纤维复合材料皮秒激光切割工艺研究 被引量:27
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作者 蒋翼 陈根余 +1 位作者 周聪 张焱 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期821-825,共5页
为了研究100W皮秒激光对碳纤维复合材料(CFRP)切割工艺,采用单因素实验方法,进行了理论分析和实验验证,得到了平均功率、重复频率、扫描速率、扫描次数对热影响区及扫描深度的影响规律,并对1.5mm厚碳纤维复合材料板进行了切割实验。结... 为了研究100W皮秒激光对碳纤维复合材料(CFRP)切割工艺,采用单因素实验方法,进行了理论分析和实验验证,得到了平均功率、重复频率、扫描速率、扫描次数对热影响区及扫描深度的影响规律,并对1.5mm厚碳纤维复合材料板进行了切割实验。结果表明,选取平均功率为60W、重复频率为0.4MHz、扫描速率为10m/s、轨迹重复扫描20次、切缝上表面宽为350μm等适当参量时,得到的直线切缝和圆形切孔的热影响区极小。这为皮秒激光切割CFRP的进一步研究与工业应用提供了参考。 展开更多
关键词 激光技术 皮秒激光 超短脉冲 碳纤维复合材料 切割技术
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碳纤维复合材料(CFRP)孔壁的微观形态 被引量:19
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作者 张厚江 陈五一 陈鼎昌 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期98-101,共4页
利用电子显微镜对碳纤维复合材料 (单向 )孔壁表面微观形态进行了详细的观察分析 ,首次得到了许多孔壁表面微观形态的 SEM照片 ,并得出一些有益的结论。
关键词 碳纤维复合材料 孔壁 表面微观形态
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碳纤维复合材料的微波反射特性研究 被引量:20
19
作者 王晓红 刘俊能 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第4期387-388,391,共3页
研究了各种铺层(0°、0°/90°、±30°、±45°、±60°)方式碳纤维复合材料(CFRP)的微波反射特性。结果表明,单向纤维铺层CFRP的反射率与纤维方向及层板厚度有关;交叉... 研究了各种铺层(0°、0°/90°、±30°、±45°、±60°)方式碳纤维复合材料(CFRP)的微波反射特性。结果表明,单向纤维铺层CFRP的反射率与纤维方向及层板厚度有关;交叉铺层CFRP的反射率很大,但比金属略小;喷涂了防雷击层的单向纤维铺层CFRP,电性能基本上各向同性;喷涂了防雷击层的0°、±45°。 展开更多
关键词 碳纤维 复合材料 微波 反射率 军用飞机
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CFRP加固钢筋混凝土梁火灾后的试验研究 被引量:21
20
作者 徐志胜 冯凯 +1 位作者 张威振 阳震宇 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期98-100,共3页
比较分析了火灾试验后6根混凝土梁在用碳纤维布(CFRP)加固前后的极限荷载、变形、裂缝、延性系数等指标.试验研究表明:混凝土梁在遭受火灾作用后,由于材料性能的衰退而导致梁的承载力降低;使用碳纤维布提高火灾后混凝土梁的承载力的方法... 比较分析了火灾试验后6根混凝土梁在用碳纤维布(CFRP)加固前后的极限荷载、变形、裂缝、延性系数等指标.试验研究表明:混凝土梁在遭受火灾作用后,由于材料性能的衰退而导致梁的承载力降低;使用碳纤维布提高火灾后混凝土梁的承载力的方法,能有效地抵抗2次火灾的影响;基于试验结果,推导出火灾后碳纤维布加固的实用设计方法,与试验数据可以较好地吻合,且偏于安全,能满足实际工程应用的要求. 展开更多
关键词 混凝土梁 碳纤维布 火灾 加固 设计方法
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