高温下GFRP筋力学性能的试验研究
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玻璃纤维增强塑料力学性能分析与应用玻璃纤维增强塑料(GFRP)是一种具有优异力学性能的复合材料,由玻璃纤维和塑料基体组成。
它的广泛应用领域包括航空航天、汽车制造、建筑结构等。
本文将从材料的力学性能、制备工艺和应用等方面进行分析和探讨。
首先,我们来看一下GFRP的力学性能。
由于玻璃纤维的高强度和刚度,以及塑料基体的韧性和耐腐蚀性,GFRP具有优异的综合力学性能。
在拉伸强度方面,GFRP的强度可以达到几百MPa,远远高于普通塑料。
而在弯曲强度方面,GFRP的表现也非常出色,能够承受较大的弯曲应力而不断裂。
此外,GFRP还具有较好的疲劳性能和抗冲击性能,这使得它在复杂工况下的应用更加可靠。
其次,制备工艺对GFRP的力学性能有着重要影响。
常见的制备工艺包括手工层叠、预浸法和注塑成型等。
手工层叠是最传统的制备方法,但由于工艺复杂、生产效率低和产品质量难以保证等问题,逐渐被其他工艺所替代。
预浸法是一种将玻璃纤维预先浸渍于树脂中,然后通过热固化得到成品的方法。
这种工艺可以提高产品的质量和生产效率,但成本相对较高。
注塑成型是一种将玻璃纤维和树脂混合后注入模具中成型的方法,可以实现大规模、高效率的生产。
不同的制备工艺会对GFRP的力学性能产生不同的影响,因此在实际应用中需要根据具体情况选择适合的工艺。
最后,我们来看一下GFRP在实际应用中的情况。
由于其优异的力学性能和轻质化特点,GFRP在航空航天领域得到了广泛应用。
例如,飞机的机身和翼面板等结构部件常采用GFRP材料制造,可以降低飞机的重量,提高燃油效率。
在汽车制造领域,GFRP也被用于制造车身和零部件,可以提高汽车的安全性和燃油经济性。
此外,GFRP还可以用于建筑结构的加固和修复,提高结构的抗震性能和耐久性。
综上所述,玻璃纤维增强塑料具有优异的力学性能,广泛应用于航空航天、汽车制造和建筑结构等领域。
在实际应用中,需要根据具体要求选择合适的制备工艺,以确保产品的质量和性能。
FRP复合材料高温拉伸力学性能张超;张京街;林文修【摘要】该文介绍了聚合材料性能随温度变化的内在机理,通过对国内外学者在FRP复合材料高温拉伸性能方面一些有代表性的试验和理论研究成果进行梳理汇总,发现:(1)FRP复合材料的拉伸性能整体随着温度的升高而降低,但目前还没有标准的试验方法,试验结果之间很难进行定量的比较分析;(2)已经有不同的FRP复合材料高温条件下拉伸性能的理论模型,但相关模型参数大都需要针对性的试验数据来获取.【期刊名称】《重庆建筑》【年(卷),期】2018(017)003【总页数】5页(P45-49)【关键词】FRP;温度;拉伸力学性能;复合材料【作者】张超;张京街;林文修【作者单位】重庆市建筑科学研究院,重庆 400016;重庆市建筑科学研究院,重庆400016;重庆市建筑科学研究院,重庆 400016【正文语种】中文【中图分类】TU746.3引言纤维增强(FRP,Fiber Reinforced Polymer)复合材料是由纤维与树脂等聚合材料基体混合后形成的高性能材料。
纤维材料强度高,是FRP复合材料(拉伸)强度和刚度的主要来源和保障;树脂基体的作用是纤维定位和纤维间荷载的传递以保证纤维间的协调和整体受力,同时保护纤维不受环境损害和损伤。
在土木工程领域应用比较多的纤维材料是碳纤维和玻璃纤维,结构加固中碳纤维用的最多;树脂基体则以环氧树脂、乙烯基酯树脂和聚酯树脂最为常见。
粘贴FRP进行抗弯加固用的片材,在欧洲和北美多用FRP板,而在我国和日本,纤维布应用更广泛些。
FRP布本身由连续的长纤维编织而成,使用前不浸渍树脂,用于结构加固时,用树脂浸渍后粘贴于结构表面;FRP板是将纤维经过层铺、浸渍树脂、固化成型等工序制成,本身含有浸渍树脂,使用时用粘接剂(通常是环氧树脂或者改性环氧树脂)粘贴于结构表面。
纤维材料耐高温性能都比较好,玻璃纤维在温度达到其融化点(约1000℃)之前强度都不会有明显变化,碳纤维在温度超过500~650℃时会发生氧化,但在2000℃时仍能保持较高的强度。
消防科学与技术2019年3月第38卷第3期1.11.00.90.80.70.60.50.40.30.20.10.0403530252015105t /aR (t )t :11,R (t ):0.996 2t :15,R (t ):0.900 0t :20,R (t ):0.621 7t :25,R (t ):0.274 3t :30,R (t ):0.095 1图4可靠度变化曲线图论将KPCA 算法作为数据预处理系统,无需求解非线性优化问题,能有效降低变量间的多重相关性并降低数据维数。
基于时间尺度函数改进Wiener 用于管道可靠性拓宽了Wiener 在非线性领域的应用范围,程的防腐设计提供了理论支撑。
由于深海环境下管道的可靠性研究尚处于初期阶数据量小,分析具有一定的局限性,同时笔者只考虑输气管道处于海水环境中的腐蚀,未涉及处于海泥管段的可靠性评估,有待后期进行更深入研究。
参考文献:王小完,骆济豪,袁宏伟,等.海底天然气管道疲劳破坏泄漏灾害研究消防科学与技术,2018,37(6):729-732.B J ,NAESS A ,NAESS O E B.Reliability analysis pipelines by enhanced Monte Carlo simulation[J].Journal of Pressure Vessels &Piping ,2016,144:11-17.陈典斌,韩东霏,张二保,等.腐蚀管道剩余寿命预测及结构可靠度分VB/MATLAB 程序实现[J].科技创新导报,2014,(12):83-86.C I ,BOSWELL B ,DAVIES I.Markov chain time evolution of internal pitting corrosion distribution pipelines[J].Engineering Failure Analysis,2016,60:209-骆正山,蒋丽云.基于概率神经网络的油气管道的可靠性评估防科学与技术,2015,34(11):1517-1520.El-ABBASY M S ,SENOUCI A ,ZAYED T ,et al .Artificial network models for predicting condition of offshore pipelines[J].Automation in Construction ,2014,45:50-65.王新颖,宋兴帅,杨泰旺,等.LS-SVM 模型在城市燃气管道风险评估中的应用[J].消防科学与技术,2017,36(11):1598-1601.LNG 海底输气管道腐蚀因素与防护技术探讨[J].(4):34-37.海底管线腐蚀检测与腐蚀预测的研究[D].重庆:JIANG Q C ,YAN X F.Weighted kernel principal analysis based on probability density estimation and moving and its application in nonlinear chemical process Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems (15):121-131.毕傲睿,骆正山,王小完,等.基于土壤腐蚀主成分的金属管道退化维纳过程研究[J].材料保护,2018,51(1):37-42.。
高温高压条件下材料力学性能测试及模拟随着科技的发展和工业的进步,越来越多的材料被广泛应用于高温高压环境中,如航空航天、能源、化工等领域。
在这些极端条件下,材料的力学性能对设备的安全性和寿命有着重要的影响。
因此,高温高压条件下材料力学性能的测试和模拟研究变得尤为重要。
首先,高温高压条件下材料力学性能测试是评估材料性能的关键环节。
材料的力学性能包括强度、刚度、韧性等指标。
在高温环境下,材料的强度和刚度往往会下降,而韧性则会增加。
因此,通过精确的实验测试,可以获得材料在高温高压条件下的力学性能数据,为材料的选用和工程设计提供参考依据。
一种常见的高温高压条件下材料力学性能测试方法是拉伸测试。
在这种测试中,材料试样会被加载到高温高压条件下,然后施加拉伸力,测量材料的应力和应变。
通过分析应力-应变曲线,可以得出材料的弹性模量、屈服强度、断裂强度等参数。
此外,在高温高压条件下,还可以通过压缩、扭转、剪切等不同加载方式进行力学性能测试。
然而,高温高压条件下材料力学性能的测试也面临一些挑战。
首先,高温高压条件对测试设备的要求非常高,需要能够承受极端环境下的温度、压力和应力。
其次,材料在高温环境下往往会出现蠕变现象,即材料会随时间发生形变,导致测试结果不准确。
因此,在测试过程中需要考虑蠕变的影响,并采取相应的措施来校正测试数据。
除了实验测试,模拟研究也是研究高温高压条件下材料力学性能的重要手段。
通过数值模拟方法,可以在计算机上对材料在高温高压环境下的力学行为进行模拟。
常用的数值模拟方法包括有限元法、分子动力学方法等。
这些方法可以预测材料的应力分布、变形过程和破坏机制,进而指导材料的设计和效果评估。
在进行数值模拟时,需要考虑材料的本构关系和物理特性。
例如,材料的热膨胀系数、热导率、塑性变形行为等都会对模拟结果产生影响。
因此,需要准确地测量和输入这些材料参数,以获得可靠的模拟结果。
此外,模拟过程还需要考虑边界条件、加载方式和温度梯度等因素,以使模拟结果与实际情况尽可能接近。