1. 本选题研究的目的及意义
连续纤维增强复合材料(CFRP)凭借其优异的比强度、比模量、耐腐蚀性等特点,近年来在土木工程、航空航天等领域得到越来越广泛的应用。
然而,CFRP材料本身也存在一些不足,例如抗压强度相对较低、面外性能较差等。
为了克服这些缺点,将CFRP与钢材等其他材料结合形成复合结构,可以充分发挥各自材料的优势,获得性能更加优异的复合材料。
2. 本选题国内外研究状况综述
近年来,连续纤维-钢复合板作为一种新型复合材料,其优异的力学性能和潜在的应用前景吸引了国内外学者的广泛关注。
1. 国内研究现状
国内学者在CFSP的制备工艺、力学性能、有限元分析等方面开展了一系列研究工作。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本研究将采用实验研究和数值模拟相结合的方法,系统地研究连续纤维-钢复合板的力学性能,并分析影响其力学性能的关键因素。
1. 主要内容
1.材料制备与性能测试:制备不同纤维体积含量、纤维排列方式和界面结合强度的CFSP试件。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用实验研究和数值模拟相结合的方法,并按照以下步骤逐步开展:
1.前期准备阶段:查阅国内外相关文献,了解连续纤维-钢复合板的研究现状、发展趋势和关键技术,确定研究内容和技术路线。
完成实验方案设计,包括材料选择、试件制备方法、力学性能测试方案、失效机理分析方法等。
学习并掌握相关的数值模拟软件和技术,为后续的数值模拟分析做准备。
5. 研究的创新点
本研究的创新点主要体现在以下几个方面:
1.系统研究不同界面处理工艺对CFSP力学性能和失效机制的影响:传统的CFSP研究大多关注纤维和基体材料本身,而本研究将重点关注界面处理工艺对CFSP性能的影响,通过对比不同界面处理工艺制备的CFSP试件的力学性能和失效行为,揭示界面处理工艺对CFSP性能的影响规律,为开发高性能CFSP提供新思路。
2.结合实验测试和数值模拟方法,深入揭示CFSP的失效机理:本研究将采用实验测试和数值模拟相结合的方法,从宏观和微观两个层面研究CFSP的失效机理。
实验测试方面,将采用先进的测试手段,如声发射监测、数字图像相关技术等,实时监测CFSP的损伤演化过程;数值模拟方面,将采用细观力学模型,模拟CFSP内部的纤维、基体和界面之间的相互作用,揭示CFSP的微观失效机制。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
[1] 王波, 邢永明, 孙培岩, 等. CFRP-钢界面剪切性能试验研究[J]. 工程力学, 2018, 35(11): 115-122.
[2] 邓洪洲. CFRP约束钢柱轴压性能试验研究[D]. 长沙: 湖南大学, 2019.
[3] 张超. CFRP约束钢筋混凝土柱轴压性能研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2017.
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