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微米PS环氧树脂增韧钢-CFRP界面机理及力学性能研究
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作者 陈卓异 严子卓 +1 位作者 刘雁 彭岚 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2024年第8期3098-3108,共11页
为强化钢-碳纤维复合材料(CFRP)胶粘界面环氧树脂的强度和韧性,添加聚苯乙烯(PS)微球提升环氧树脂的力学性能。研究了常温固化工艺下微米PS增韧环氧树脂的拉伸、弯曲和冲击性能,利用扫描电子显微镜(SEM)观察了环氧树脂拉伸断面的微观形... 为强化钢-碳纤维复合材料(CFRP)胶粘界面环氧树脂的强度和韧性,添加聚苯乙烯(PS)微球提升环氧树脂的力学性能。研究了常温固化工艺下微米PS增韧环氧树脂的拉伸、弯曲和冲击性能,利用扫描电子显微镜(SEM)观察了环氧树脂拉伸断面的微观形貌,分析了微米PS颗粒对环氧树脂的增强增韧机理,开展了钢-CFRP胶粘界面力学性能试验。结果表明,PS质量分数从0%增加到5.00%时,胶粘剂的拉伸强度、拉伸弹性模量、弯曲强度、弯曲模量、断裂伸长率、弯曲挠度及冲击强度随着PS掺量的增加呈先增大后减小的趋势。基体断裂时PS颗粒会产生大变形或阻碍微裂纹发展,从而达到增韧的目的,较大掺量的PS颗粒在树脂中粘附团聚导致环氧树脂的力学性能下降。随着PS掺量从0%增加到2.50%,钢-CFRP胶粘试件的破坏形态从钢板脱胶、胶层内聚破坏逐渐过渡到CFRP板层离,双搭接试件的抗拉强度逐渐提高,2.50%掺量的微米PS增韧环氧树脂在钢-CFRP胶粘界面中表现出良好的力学性能。 展开更多
关键词 聚苯乙烯 增韧环氧树脂 双搭接试件 力学性能 微观结构
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受剪应力影响的CFRP⁃钢界面蠕变本构模型 被引量：2
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作者 徐佰顺 姚亚东 +2 位作者 常建梅 张长江 宋帅 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期170-177,共8页
为研究碳纤维增强复合材料(CFRP)⁃钢界面胶粘剂的蠕变特性,开展不同拉伸荷载作用下CFRP⁃钢双剪试件的长期加载试验,分析CFRP应变分布规律及其随加载时间变化特点.基于Burgers模型特性及胶层剪应变随时间变化规律给出了模型中各参数的求... 为研究碳纤维增强复合材料(CFRP)⁃钢界面胶粘剂的蠕变特性,开展不同拉伸荷载作用下CFRP⁃钢双剪试件的长期加载试验,分析CFRP应变分布规律及其随加载时间变化特点.基于Burgers模型特性及胶层剪应变随时间变化规律给出了模型中各参数的求解方法.根据试验数据拟合得到了Burgers模型和Findley幂律方程中各参数的表达式.结果表明:在长期界面剪切应力作用下CFRP⁃钢界面胶粘剂发生了蠕变变形,CFRP应变从加载端到固定端非线性减小,其随加载时间增加而增大且增大速率逐渐减小;界面名义剪应力越高,胶粘剂蠕变变形越大,CFRP应变增加越多;Burgers模型中参数ηM和GK均是剪应力τ的一次函数,参数ηK是剪应力τ的二次函数;Findley幂律方程中参数m是剪应力τ的一次函数,参数n是剪应力τ的二次函数;Burgers模型和Findley幂律方程的均方根误差都很小,两类模型都能较好地预测胶粘剂的蠕变变形;当界面剪应力τ较高时,Burgers模型预测的胶粘剂蠕变变形与试验结果吻合程度要好于Findley幂律方程. 展开更多
关键词 CFRP⁃钢界面 胶粘剂 蠕变 本构模型 双剪试件 剪应力
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高温下双搭接钢-CFRP板胶粘界面力学性能试验 被引量：20
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作者 陈卓异 彭彦泽 +1 位作者 李传习 郭靖 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期449-460,共12页
高温环境下钢-碳纤维增强聚合物复合材料(CFRP)板的胶粘界面是CFRP粘贴加固钢结构的薄弱环节。为掌握温度对钢-CFRP板胶粘界面力学性能的影响,制作了双搭接接头试件,开展了3种胶粘剂在4种温度下(25℃、55℃、70℃和90℃)的静力拉伸试验... 高温环境下钢-碳纤维增强聚合物复合材料(CFRP)板的胶粘界面是CFRP粘贴加固钢结构的薄弱环节。为掌握温度对钢-CFRP板胶粘界面力学性能的影响,制作了双搭接接头试件,开展了3种胶粘剂在4种温度下(25℃、55℃、70℃和90℃)的静力拉伸试验。探索了接头试件的破坏模式、荷载-位移关系、CFRP板表面应变分布、界面剪应力分布和粘结-滑移关系等。结果表明:当温度低于55℃时,试件的破坏模式与胶粘剂种类相关性更大,当温度高于70℃时,不同胶粘剂的破坏模式具有相似性,且均出现了CFRP板撕裂。温度对不同胶粘试件的承载力影响存在差异,HJY-4105高韧性环氧树脂结构胶粘剂(HJY胶)试件的承载力随温度的升高而增大,LICA-100A/B环氧树脂结构胶粘剂(LICA胶)试件的温度稳定性较差,Sikadur-30CN双组份环氧结构加固碳板胶(SIKA30胶)试件在55℃时承载力最高。随着温度升高,胶粘层的剪切强度、界面剪应力峰值和剪切刚度下降,胶粘剂的延性增加,峰值剪应力不影响试件的抗拉强度。温度对粘结-滑移关系的影响显著,HJY胶随着温度的升高,粘结-滑移本构的延性增加,破坏模式由脆性破坏变为延性破坏。研究表明:合理的耐高温胶应用于钢结构加固,能适应自然高温环境的不利影响。 展开更多
关键词 CFRP加固 加固钢结构 界面力学 胶黏层 双搭接试件
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