碳纤维复合材料结构构件的抗弯性能研究

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1、碳纤维复合材料结构构件的抗弯性能研究南京工业大学硕士学位论文姓名：彭亚申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：刘伟庆;陈程林20030510南京工业大学硕士学位论文硕士研究生：彭亚指导老师：刘伟庆教授陈程林教授级高工摘要近年来，碳纤维出于其具有的轻质高强特性，日益受到结构工程界的高度关注。采用碳纤维制作结构构件，可以实现传统建筑材料无法达到的结构性能，因此，碳纤维复合材料在土木工程的一些特殊领域具有较大的利用价值和广泛的应用前景。但是，目前我国在复合材料结构构件的复合方式、工艺制作和结构性能等方面的研究距离

2、实际应用需要还存在相当大的差距。本文在分析国内外最新研究成果的基础上，提出利用轻质材料为芯材、环氧树脂为基体、单向碳纤维布为增强材料复合而成的新型碳纤维复合材料结构构件。通过对构件在不同纤维铺层方式下的抗弯性能研究，探讨这类结构构件的工艺设计制作方法和抗弯性能，并在试验研究的基础上提出这类构件的抗弯承载———————————————————————————————————————————————力计算方法。本文主要研究成果如下：１、碳纤维复合材料构件的设计要同时考虑材料、结构和工艺三个方面，复合材料的性能与基

3、材的力学性能、成型过程有关。构件的设计应遵循均衡对称铺设、铺层定向和合理安排铺设顺序的原则。本文探讨了手糊工艺制作构件的基材选择加工方法和工艺过程的控制。２、通过对２８根碳纤维复合材料构件和２根原木构件所进行的抗弯性能试验，得到以下结论：（１）手糊工艺是一种方便实用的复合材料结构构件制作方法，但其最大的弊端在于构件性能的离散性偏大；（２）影响碳纤维复合材料构件抗弯性能的主要参数包括：纵向碳纤维铺设层数、环向抗剪纤维用量、结合面粘结性能以及基材性能等。（３）碳纤维复合材料构件有多种破坏形态，但是都属于脆性破坏。

4、３、碳纤维复合层与芯材之间有粘结和无粘结的两种构件在受力机理、破坏形态和计算方法上均有所不同，本文针对不同设计参数下的这两类构件分别进行了试验结果分析和极限承载力公式的推导。。关键词：碳纤维复合材料结构性能结合层芯材极限承载力南京工业大学硕士学位论文ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｙｏｎＦｌｅｘｕｒａｌＢｅｈａｖｉｏｒｏｆＣａｒｂｏｎＦｉｂｅｒＣｏｍｐｏｓｉｔｅＧｒａｄｕａｔｅｓｔｕｄｅｎｔ：ＹａＰｅｎｇＭｅｍｂｅｒｓＡｄｖｉｓｏｒｓ：Ｐｒｏｆ．ＷｅｉｑｉｎｇＬｉｕ＆Ｓ。Ｅｎ—————————————————

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