碳纖維繩強度的理論分析及試驗研究.pdf

1、纖維加勁塑料是一種復(fù)合材料，簡稱FRP，它具有良好的力學(xué)性質(zhì)。近年來，國內(nèi)外學(xué)者深入研究了FRP材料，并為此類材料的推廣做了一些寶貴的實踐。FRP筋一般由單一縱向纖維與樹脂聚合而成，其材料性能受到原材料和生產(chǎn)工藝的影響，一般認為FRP的抗拉強度不及純纖維。此外，F(xiàn)RP筋由于已完成固化，不易改變形狀；FRP筋的彎折損傷又會造成強度折減，因此FRP筋不利于布置為體內(nèi)曲線預(yù)應(yīng)力筋。純纖維繩沒有經(jīng)過樹脂固化工序，具有模量高、強度高、抗折能力強等

2、特點，可用于結(jié)構(gòu)中為混凝土施加預(yù)應(yīng)力。
　　 本文的工作基于平行布置碳纖維繩展開，分析了其強度性質(zhì)和試驗表現(xiàn)，主要包括以下工作：
　　 1、系統(tǒng)分析了纖維絲強度的統(tǒng)計性質(zhì)，認為纖維絲的斷裂是隨機的，具有一定的統(tǒng)計規(guī)律，滿足威布爾分布形式。進行了碳纖維絲的拉伸實驗，通過實驗觀察了纖維絲拉伸斷裂的隨機性質(zhì)，并根據(jù)拉伸曲線測定材料的拉伸彈性模量。
　　 2、根據(jù)纖維絲的強度特性，推導(dǎo)了纖維束拉伸特征函數(shù)。設(shè)計了纖維束拉

3、伸實驗，根據(jù)實驗結(jié)果估算了威布爾分布的參數(shù)。
　　 3、推導(dǎo)了均勻受力纖維束的拉伸強度期望值和強度標準差的表達式，進而運用概率論方法計算具有一定保證率的纖維繩承拉力容許值。另一種情況，若纖維束采用不同種類的纖維，直接利用概率統(tǒng)計函數(shù)不易求解。本文介紹了重整化群的方法，并以均勻受力纖維束為例，介紹了用重整化群計算纖維繩臨界荷載的理論和實現(xiàn)方法。
　　 4、通過纖維繩試件拉伸強度試驗，總結(jié)得到：兩端固化中間自由的纖維繩，其破