碳纤维单丝偏轴拉伸力阻效应实验与理论分析

碳纤维在复合材料基体中的分布较大程度地影响了碳纤维智能材料的感知特性,故需在微米尺度下研究多角度偏轴拉伸下的碳纤维单丝的力电功能响应。测试了不同角度拉伸环境下碳纤维单丝的电阻变化,并对其电阻的变化情况进行了分析。结果表明碳纤维单丝在外载荷偏轴拉伸作用下电阻变化与拉伸角度间存在非线性关系。外载荷在纤维方向产生的应变对电阻变化率的作用强于垂直纤维方向应变对电阻变化率的作用,62°拉伸角为正负力阻效应的临界角度。     

碳纤维增强水泥压敏性影响因素的研究

特定的配比和工艺条件下制成的碳纤维增强水泥（ＣＦＲＣ）试件具有压力－电阻率的敏感性，利用这种性质，特制的碳纤维水泥试块有可能开发为一种本征型应力传感器。研究了碳纤维的含量，长径比及水泥石的组成结构对压敏性的影响，认为只有适当的掺量和长度的纤维均匀分散在水泥基体中，被基体隔开而又相距邻近才有最好的压敏性，并从导电和压敏机理上对其进行分析探讨。     

树脂基搭接碳纤维智能层的力阻特性

提出一种具有局部搭接结构的树脂基碳纤维智能层, 将其敷设于结构表面以检测结构受载时的变形, 实现对结构大范围监测。基于该智能层, 采用单轴拉伸和三点弯曲的加载方式, 对构件进行应变和位移检测。实验发现, 碳纤维局部搭接结构是引起力阻效应的主要因素, 其单位应变的电阻率变化的灵敏度达到104, 相当于非搭接连续碳纤维复合材料力阻效应灵敏度的34倍。实验结果还进一步表明, 树脂基搭接碳纤维智能层力阻曲线光滑稳定, 其传感极限约为8500 με。建立了树脂基搭接碳纤维复合材料的电学模型, 揭示了这种力阻效应主要来源于搭接界面处层间电阻的变化, 并从纤维轴向力、搭接面积和层间剪应变三个方面解释了这种层间电阻变化的机制。      

碳纤维增强塑料(CFRP)力阻效应的研究评述

碳纤维增强塑料(CFRP)作为一种先进结构材料,其力阻效应的发现引起了广泛关注。基于现有研究成果,分别概述了连续碳纤维增强塑料和短切碳纤维增强塑料的力阻行为,从微观力阻现象和电场传输物理模型两方面分析了力阻效应产生的机理,并对内嵌式CFRP力阻传感器和CFRP智能表层进行了介绍。在此基础上,总结了制约CFRP在传感领域应用的因素并指出了未来研究方向。     

钢筋混凝土柱中钢筋锈蚀识别

本文对钢筋混凝土柱中钢筋锈蚀识别问题进行了研究，首先采用能量法推导出钢筋混凝土柱的动力学数学模，从而得到混凝土柱的纵向振动频率向量，然后在最小二乘法的基础上，运用交错迭代法识别出筋锈蚀的程度，位置及区域等参考。     

小应力下炭纤维增强水泥的压敏性和温敏性

研究了炭纤维增强水泥的导电性，测定了它在小应力范围内恒定载荷和循环载荷下电阻率的变化。结果表明，试块的电阻率与压应力有关，反应了试块内部结构及其变形规律，还研究了温度和电阻率压敏性的关系。     

层合圆锥壳边缘弯曲计算与分析

本文根据受轴对称载荷下层合旋转壳的近似有矩理论,导出了正交各向异性层合圆锥壳的边缘弯曲解。以层合锥柱组合壳为研究对象,重点分析了材料的各向异性对层合锥壳的内力,内力矩的影响,获得了几个重要结论。     

颗粒增强复合材料集料级配的研究

通过试验对颗粒增强复合材料(树脂和石英砂复合材料)进行集料级配研究.研究结果表明,选择颗粒较大石英砂和颗粒较小石英砂作适当配比,能够得到较优级配方案,使树脂含量从原有的20～25%降低至12～14%,从而降低成本,提高经济效益,同时保证夹砂层弯曲强度不降低.     

机敏混凝土三向受压时的应变电阻效应研究

机敏混凝土具有优良的应变电阻敏感性,可将其制成传感器,用于对土木工程结构的健康监测.当其埋入大体积混凝土结构中时,往往处于三向受力状态.研究了机敏混凝土试样在三向受压情况下的应变电阻效应,并与单向受压时的结果进行比较.结果表明:在弹性阶段,轴向电阻随着轴压的增大而减小,随着围压的增大而增大;轴向应变是引起试样轴向电阻变化的直接和根本原因,不管其它量如何变化,只要影响轴向应变,轴向电阻就会相应地发生变化;同单向受压时相比,试样三向受压时电阻的变化也有3个阶段:可逆感应阶段、平衡阶段和剧增阶段,但可逆感应阶段和平衡阶段相对较长,且三向受压时试样应变电阻灵敏系数有所降低,但线性更好.     

利用CFRC的导电性评估混凝土结构修补质量

研究了利用碳纤维增强混凝土(CFRC)的导电性对混凝土结构修补质量进行在线评估的可行性,根据敷在服役混凝土结构上CFRC导电性能的变化,判断新旧混凝土界面的粘结质量,并通过CFRC导热性能的差异进行了验证.文中的研究在对修补混凝土结构的同时,为混凝土结构修补质量的监测和在线评估提供了新的方法.