复合材料科学与工程

宋功河, 张海昆

2009, 209(4): 3-5.

摘要 ( 3767 )

PDF (398KB) ( 1358 )

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以玄武岩纤维布全包不同尺寸混凝土圆柱轴心受压试验为基础，对玄武岩纤维布加固素混凝土圆柱力学性能及其尺寸效应对加固效果的影响做了研究，并提出玄武岩纤维布约束素混凝土圆柱轴心抗压强度模型。结果表明，该模型与试验得出的数据有良好的吻合度，且不同尺寸的混凝土圆柱存在尺寸效应。

板锥网壳结构复合材料层合板的屈曲分析

王星, 王凡, 蔡思远

2009, 209(4): 6-10.

摘要 ( 3435 )

PDF (665KB) ( 1244 )

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板锥网壳结构是一种受力性能合理，技术经济效益良好的新型空间结构形式。本文结合复合材料力学理论和复合材料结构力学（板壳理论），采用组合结构有限元对复合材料层合板自身的局部稳定性和主要影响因素进行全面和深入的研究，研究复合材料板锥网壳结构的受力性能，为复合材料板锥网壳结构设计和层合板铺层设计提供理论上的依据，得出了可应用于工程实践的重要结论。

碳纤维复合材料圆筒受外压结构分析

肖文刚, 王嵘, 乔仁海

2009, 209(4): 11-13.

摘要 ( 3311 )

PDF (317KB) ( 1879 )

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本文对碳纤维复合材料圆筒受外压载荷的结构设计方法进行了研究。运用有限元法和公式法求解了临界压力，并进行了试验验证。结果表明，碳纤维复合材料圆筒受外压作用的主要失效型式为失稳破坏，有限元法和公式法的计算结果与试验结果一致。

芳纶纤维加固钢筋混凝土梁锚固长度的简化计算方法

田国芝, 王旭荣, 王有志, 张慎伟

2009, 209(4): 14-16.

摘要 ( 2778 )

PDF (405KB) ( 1225 )

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根据芳纶纤维(Aramid Fiber Reinforced Plastic，简称AFRP)补强加固钢筋混凝土梁的粘结破坏的试验结果，分析AFRP加固钢筋混凝土抗弯构件粘结界面的剪应力的分布规律，即在纤维截断点处存在较高的应力集中，随着离截断点距离的增大剪应力分布逐渐趋于均匀。粘结锚固长度不足和过高的应力集中是造成AFRP加固钢筋混凝土构件早期破坏的主要原因。采用“齿”状块体力学计算模型和混凝土裂缝理论推导了AFRP加固钢筋混凝土梁所需要的有效锚固长度，并通过修正得出了AFRP加固钢筋混凝土受弯构件最小锚固长度的简化计算公式，提出了AFRP的容许应变值和避免AFRP早期破坏应采用的措施，可供AFRP加固工程设计和施工参考。

内嵌CFRP筋抗弯加固混凝土梁试验研究

丁亚红, 张春生, 曾宪桃

2009, 209(4): 17-20.

摘要 ( 3559 )

PDF (496KB) ( 1277 )

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通过4根梁试件的静力加载试验，对内嵌CFRP筋加固混凝土梁的受力过程、开裂荷载、屈服荷载、极限荷载、裂缝和变形情况等进行了较为系统的研究。结果表明,内嵌CFRP筋加固混凝土梁没有发生剥离破坏，且能够显著提高被加固梁的极限荷载，随加固量增加，提高幅度越大，最大可提高81.89％，而对开裂荷载、屈服荷载影响较小；加固梁裂缝间距较小，数量较多，梁破坏时最大裂缝宽度小，梁的挠度变形也相对较小。内嵌式加固方法快捷简单、不影响结构的正常使用，是一种值得推广的新技术。

单向玄武岩纤维布的可压缩性研究

张兴刚, 郑劲东, 杨勇, 王利

2009, 209(4): 21-23.

摘要 ( 2708 )

PDF (364KB) ( 1237 )

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本文采用纤维压缩模型对玄武岩单向布在压实过程阶段的可压缩性进行了研究。结果发现，玄武岩单向布的压缩过程符合Gutowski方程，并且与织物铺层厚度无关。并在此基础上通过对试验数据的拟合，得到了描述玄武岩单向布压实过程中纤维体积含量变化的具体方程。

复合材料薄板的成型固化收缩变形研究

张娜, 姚树燕, 马钜, 张恒

2009, 209(4): 24-26.

摘要 ( 3094 )

PDF (418KB) ( 1739 )

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用旋转流变仪研究了苯并环丁烯封端的聚酰亚胺树脂体系固化过程中的化学流变行为，用动态和静态两种方法分析了其固化过程，发现存在三个固化阶段,用Arrhenius 方程确定了固化前的表观物理粘流活化能为195.9kJ/mol。并用Roller法确定固化反应过程中表观化学粘流活化能和表观固化反应活化能，分别为148.2kJ/mol和161.2 kJ/mol。结果表明，在整个固化成型工艺温度范围内，苯并环丁烯封端的聚酰亚胺树脂的粘度特性符合Roller模型方程，通过该模型可较好地预测该树脂在固化过程中的粘度特性。

配筋解决混凝土碳化对桥梁面板的负面影响

郑愚, 秦怀泉, 李春红

2009, 209(4): 53-58.

摘要 ( 3566 )

PDF (805KB) ( 1192 )

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桥梁面板是桥梁结构的主要构件，对结构的整体性能和交通运输起着至关重要的作用。然而随着使用年限的增加，混凝土碳化将对钢筋混凝土桥梁面板的耐久性能产生较大的影响。近年来，玻璃纤维增强复合筋材(GFRP Bars)因具有高强、轻质、耐腐蚀等性能而逐渐被工程界认可。非线性有限元分析结果表明，由于压缩薄膜效应的存在使得同样配筋率的GFRP筋混凝土桥梁面板与钢筋混凝土桥梁面板的工作性能相似，证实了GFRP筋代替钢筋的可行性。在分析混凝土的碳化机理和GFRP的材料属性后发现，由于碳化使混凝土的渗透性和孔隙率降低，在碳化发生以后GFRP筋混凝土桥梁面的耐久性能不仅没有下降反而有所提高。

镀锌金属嵌件在复合材料模塑成型中发黑问题探讨

陈阳, 肖永栋, 付朝军, 全文华

2009, 209(4): 59-62.

摘要 ( 3360 )

PDF (484KB) ( 1224 )

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金属嵌件作为复合材料连接的一种主要形式，被广泛应用于各个成型工艺。本文通过试验，对在模塑成型中的原材料及成型工艺等因素进行验证，阐明可能影响镀锌金属嵌件在成型过程中变黑的主要原因，并通过有效手段解决镀锌金属件成型过程中表面变黑的问题。

一种双酚A型氰酸酯树脂流变特性及其改性研究

鲁博, 张佐光, 顾轶卓

2009, 209(4): 63-66.

摘要 ( 3123 )

PDF (506KB) ( 1194 )

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本文采用平板法研究了一种双酚A型氰酸酯树脂的流变特性，通过恒温预固化的方法对其进行改性，并借助红外光谱、差示扫描量热法(DSC)和凝胶渗透色谱法(GPC)等手段分析了预固化对氰酸酯树脂化学结构的影响。在此基础上，针对S2玻璃纤维/氰酸酯复合材料层板，采用热压机工艺考察了加压时机和预固化对层板成型质量的影响。研究结果表明，该氰酸酯树脂反应活性低且流动性高，热压工艺中树脂流动不易控制；预固化可使氰酸酯树脂发生一定程度的自聚反应，从而降低其流动性,可明显改善氰酸酯树脂的工艺性，提高了层板的成型质量。

格构增强型复合材料夹层结构的制备与受力性能

方海, 刘伟庆, 万里

2009, 209(4): 67-69.

摘要 ( 2960 )

PDF (441KB) ( 1730 )

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真空导入成型工艺是一种新型的适合大型/异型复合材料结构件成型的技术。选用H60 PVC泡沫、四轴向玻璃纤维布以及乙烯基酯树脂，通过在泡沫芯材上、下表面开槽，同时沿芯材厚度方向剖开，采用真空导入成型工艺制备出在结构上具有创新构型的格构增强型复合材料夹层结构。研究结果表明，真空导入成型工艺充模速度快、成型效益高；格构增强型复合材料夹层结构的剪切、平压与抗弯性能均较传统夹层结构得以提高；其格构腹板可有效抑制泡沫芯材剪切裂纹的扩展，避免面板与芯材的剥离破坏；阐明了格构增强型复合材料夹层结构的受弯极限承载能力。

热压罐工艺的成型压力对框架式模具温度场的影响

王永贵, 梁宪珠

2009, 209(4): 70-73.

摘要 ( 2509 )

PDF (463KB) ( 1297 )

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从理论分析入手，结合工程实验研究了在热压罐工艺中成型压力改善框架式模具温度场分布的均匀性和缩短热历程升温阶段时间。

玻璃钢信号灯架的有限元分析与应用

殷波

2009, 209(4): 74-76.

摘要 ( 2982 )

PDF (336KB) ( 1193 )

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现代交通工程中大量使用信号灯架，其质量、耐久性、造价是工程建设的重要指标。本文介绍了复合材料性能，并用大型结构分析软件ANSYS对一个玻璃钢复合材料制作的红绿灯架进行了有限元分析，与普通钢材红绿灯架进行了分析和比较。

PBO纤维片材加固混凝土弯曲性能研究

梁希凤, 张春华, 屈慕超, 王淑先

2009, 209(4): 77-79.

摘要 ( 3025 )

PDF (429KB) ( 1105 )

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采用单向PBO纤维片材对混凝土试件进行了层状增强试验研究。采用三点弯曲试验测试了纤维体积含量对试件弯曲性能的影响，结合数码扫描技术分析了试件断裂形式。结果表明，PBO纤维片材的加入显著提高了混凝土的弯曲强度，并且混凝土弯曲强度随着纤维体积含量的增加而增加，纤维增强混凝土结构中纤维体积含量达到1.35%时的弯曲强度为素混凝土的3.6倍，混凝土的破坏形式由素混凝土的脆性断裂改变为韧性断裂。

高强度耐烧蚀材料工艺性能研究

全文华, 肖永栋, 徐戈, 冯彩梅

2009, 209(4): 80-82.

摘要 ( 2231 )

PDF (370KB) ( 1199 )

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本文通过添加改性剂提高了酚醛树脂的韧性，对短切高强纤维、定长高强纤维、高强纤维织物、碳布、功能夹层等不同增强方案进行了试验探索。考核了不同材料体系的弯曲性能，进行材料工艺性能研究，模拟静力试验考核不同材料体系试验件的综合强度，实现了产品的工程化应用。

预应力CFRP板加固混凝土桥梁研究与应用

王兴国, 张春生, 王文华, 周朝阳

2009, 209(4): 83-85.

摘要 ( 3014 )

PDF (426KB) ( 1113 )

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采用专用的预应力施加机具和锚具对碳纤维增强聚合物（Carbon FiberReinforced Polymer，以下简称CFRP）板施加了预应力，然后加固混凝土大比例梁，便于开展有关试验研究。在此基础之上，对一简支混凝土T型铁路桥进行了加固，效果较好。

玻璃钢锚杆受偏心载荷作用试验研究

李英明, 马念杰, 杨科

2009, 209(4): 86-88.

摘要 ( 2653 )

PDF (374KB) ( 1083 )

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玻璃钢锚杆作为煤帮支护的理想材料，由于施工等原因经常受到偏心载荷作用，理论分析表明偏心载荷作用是煤帮锚杆极为不利的受力状态。本文首次采用试验的方法，模拟了玻璃钢锚杆受偏心载荷作用，设计了偏心载荷实验，与正常受力情况进行了对比研究。试验结果表明，玻璃钢锚杆尾部受偏心载荷作用，其最大抗拉拔力及延伸性能都大幅度降低。

太湖淤泥用作片状模塑料填料的探讨

蒋海青, 叶勇, 杨晶元, 王晓钧

2009, 209(4): 89-92.

摘要 ( 2629 )

PDF (540KB) ( 1389 )

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为了将太湖淤泥用作片状模塑料复合材料的填料，从淤泥物化性能和结构特征对太湖淤泥进行了表征和分析。对太湖淤泥分别采用XRF分析化学成分，XRD分析矿物成分，颗粒分析仪分析粒径分布，SEM观察淤泥的微观形貌，IR和NMR分析淤泥的结构特征，并分析淤泥的吸油值。结果表明，淤泥的化学成分和矿物组成适合于成为片状模塑料硅酸盐类填料，淤泥的中位径（D50）与片状模塑料的碳酸钙填料近似，淤泥含有有机基团的特征更适宜与片状模塑料树脂均匀结合，并导致其吸油值高于碳酸钙填料。太湖淤泥作为再生资源可用于片状模塑料填料。

木质填料／热塑性塑料复合材料研究

李跃文

2009, 209(4): 93-99.

摘要 ( 3345 )

PDF (1054KB) ( 1347 )

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介绍了木质填料的种类、用量、尺寸和塑料的种类对木质填料／热塑性塑料复合材料(WPC)性能的影响，综述了WPC的界面改性、增韧改性、加工改性和成型技术等方面的研究进展。

树脂基复合材料废弃物的回收利用技术

徐佳, 孙超明

2009, 209(4): 100-103.

摘要 ( 2904 )

PDF (538KB) ( 1354 )

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介绍了国内外处理复合材料废弃物的主要方法，论述了以下几种主要的处理方法：化学回收、能量回收、物理回收和综合处理方法。指出在国家目前的宏观政策下，应大力发展水泥窑炉处理法等综合处理技术，实现废弃物的资源化回收利用。

纤维增强材料风机叶片发展概述

高会焕

2009, 209(4): 104-108.

摘要 ( 2887 )

PDF (813KB) ( 1530 )

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本文简述了国内外风力发电以及纤维增强材料风机叶片技术的发展现状，对风机叶片技术在所选材料、结构及气动设计和成型工艺等方面的发展情况进行了概述，并对风机叶片日后的发展趋势进行了分析。

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