碳纤维增强聚合物-重组竹复合材的弯曲力学性能

发布时间：2024-04-07 04:22

　　重组竹已广泛应用于室内高档装饰、园林景观、室外防腐地板等领域,但重组竹的弹性模量比较小,为钢材的1/7～1/5,应用于建筑领域时难以充分发挥其自身高强度的特性。针对重组竹刚度较小的问题,提出一种重组竹板和碳纤维增强聚合物(CFRP)厚板嵌合粘接的新型重组竹复合材料,采用三点弯曲试验和有限元仿真方法,对CFRP-重组竹复合试件的失效模式、荷载-位移关系、应变曲线、胶层界面剥离影响等进行了研究。结果表明:重组竹试件失效模式是跨中位置处拉伸区域竹纤维断裂,且出现若干水平分层破坏,CFRP-重组竹复合试件的失效模式是CFRP与重组竹层间胶层出现大面积剥离; CFRP-重组竹复合试件的变形过程分为线弹性阶段和界面破坏阶段; CFRP可以明显提高重组竹梁的弹性模量和静曲强度,复合试件弹性模量是重组竹试件的2.33～2.94倍,静曲强度是重组竹试件的1.49～1.58倍;胶层界面剥离是CFRP-重组竹复合试件失效的重要因素,胶层界面剥离对复合试件的应变分布和挠度都有较大影响,完全剥离后试件的挠度是未剥离时的3.09倍。

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【部分图文】：

图1试件设计及应变片位置

参照GB/T1936.1—2009《木材抗弯强度试验方法》设计试件，如图1所示。共有3种不同试件:试件0为对比试件(重组竹梁)，试件1和2是CFRP-重组竹复合试件。每组包括3个试件，如表2所示。试件1和2中的CFRP板和重组竹板厚度均相同(试件1和2中2层CFRP板厚均为4....

图2重组竹试件失效模式

重组竹试件失效模式如图2所示，跨中位置处竹纤维断裂，且出现若干水平分层破坏，压缩区域没有检测到可见的局部弯曲或破碎。CFRP-重组竹复合试件的失效模式如图3所示。试验过程中突然发出较大的爆破响声，CFRP与重组竹层间胶层出现大面积剥离，万能试验机自动复位，重组竹没有可见破坏。由图....

图3CFRP-重组竹复合试件的失效模式

CFRP-重组竹复合试件的失效模式如图3所示。试验过程中突然发出较大的爆破响声，CFRP与重组竹层间胶层出现大面积剥离，万能试验机自动复位，重组竹没有可见破坏。由图3可以看出，试件1-1的第3胶层、试件2-1的第1胶层出现大范围剥离(层板粘接界面由上至下依次记为第1,2,3,4,....

图4胶层剥离破坏形态

胶层剥离破坏形态如图4所示。从图4中可以看出，胶层破坏表面比较光滑，大面积胶层残留在重组竹或CFRP表面。这表明胶层自身没有发生破坏，胶层与CFRP或重组竹间的粘接界面破坏是引起胶层破坏的主要原因。2.2重组竹试件荷载-位移曲线

本文编号：3947669