CFRP-钢界面粘结性能试验与数值模拟

• 作者: 李传习 柯璐 罗南海 贺君 陈卓异
• 来源期刊: 复合材料学报
• 学科: 工学
• 关键词: 碳纤维增强聚合物基复合材料 钢板 粘结界面 破坏形态 粘结滑移本构 抗剪承载力
• 年，卷（期）: 2018,（12）
• 所属期刊栏目: 其他
• 页码范围: 3534-3546
• 页数: 13页
• 分类号: TB332
• 字数: 6237字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20180316.001

摘要

碳纤维增强聚合物基复合材料(CFRP)与钢板的界面粘结性能为CFRP加固钢结构的关键问题之一.开展了17个CFRP板-钢板单搭接试件的拉伸剪切试验,研究了不同环氧粘结剂与CFRP材料的CFRP-钢界面力学行为和破坏模式;分析了粘结剂类型和CFRP材料对界面粘结滑移本构和界面剪切性能的影响,讨论了其承载力计算方法.结果表明:采用不同的粘结剂或CFRP材料,界面破坏形式和抗剪承载力均差异较大.采用Sika 330、Lica粘结剂的试件为CFRP板或钢板与胶层的界面破坏,采用Araldite粘结剂的试件为CFRP板浅表层离,采用Sika 30粘结剂的试件为胶层内聚破坏,采用SF(Sika S512/80)碳板的试件为CFRP板深层层离;Araldite试件的抗剪承载力为其他试件的1.7～2.9倍.Sika 330、Araldite及Lica试件粘结滑移曲线无明显下降段,属脆性破坏,而Sika 30与SF试件存在缓坡下降段,失效前有一定征兆;SF试件的粘结滑移本构可简化为三折线模型,其余试件则可简化为双线性模型.SF试件抗剪承载力需用Xia-a模型表征,其余试件则可用Xia-b模型表征.基于粘聚力模型对界面力学行为进行了数值模拟,结果表明,粘聚力模型可以较好地模拟界面的非线性力学行为,剥离应力对本单搭接试件的界面粘结强度影响很小.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李传习	长沙理工大学土木工程学院	229	1901	23.0	33.0
5	贺君	长沙理工大学土木工程学院	14	23	2.0	4.0
6	柯璐	长沙理工大学土木工程学院	11	22	3.0	4.0
10	陈卓异	长沙理工大学土木工程学院	21	25	3.0	4.0
11	罗南海	长沙理工大学土木工程学院	4	7	1.0	2.0