盐雾环境下高韧性聚氨酯基CFRP筋及其组合拉索的疲劳行为研究

基本信息
批准号:51908165
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:27.00
负责人:洪斌
学科分类:
依托单位:哈尔滨工业大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
复合材料结构聚氨酯盐雾环境CFRP拉索疲劳行为
结项摘要

The fatigue performance of carbon fiber reinforced low-toughness epoxy resin-based composites is relatively poor, which limits its application in some important engineering structures, such as coastal or cross-sea bridge cables. This project intends to study the fatigue behavior of high-toughness polyurethane (PU) -based CFRP bars and their combined cables under marine salt-spray environment. Firstly, the effects of the toughness of matrix on the basic mechanical properties, fatigue damage mechanism and fatigue life of CFRP bars will be studied. Secondly, the law and mechanism of water molecular absorption and diffusion, interface bond degradation of the high-toughness PU-based CFRP bars under marine salt-spray environment, and their effects on the fatigue damage and life of CFRP bars will be studied. Finally, based on the experimental tests and finite element analysis, the fatigue damage mechanism and life prediction model of the multiple PU-based CFRP bars combined cables will be investigated under marine salt-spray environment. This project will obtain the anti-fatigue stress design parameters of high anti-fatigue CFRP cable under marine salt-spray environment and promote the application of CFRP cable in bridge structures, which has important scientific research and engineering application significance.

碳纤维增强韧性较低环氧树脂基复合材料的疲劳性能相对较差,限制了其在一些重要工程结构(如沿海或跨海桥梁拉索)中的应用。本项目拟研究高韧性聚氨酯(PU)基CFRP筋及其组合拉索在海洋盐雾环境下的疲劳行为,主要包括,研究基体韧性对CFRP筋基本力学性能、疲劳破坏机理与疲劳寿命的影响;研究海洋盐雾环境下高韧性PU基CFRP筋的水分子吸收与扩散、界面粘结退化规律与机理,及其对CFRP筋疲劳损伤与寿命的影响;基于试验测试与有限元模拟分析,研究海洋盐雾环境下多根PU基CFRP筋组合拉索疲劳损伤机理,提出其疲劳寿命预测模型。本项目将获得高韧性PU基CFRP拉索在海洋盐雾环境下的抗疲劳应力设计参数,促进CFRP拉索在桥梁结构中的应用,具有重要的科学研究与工程应用意义。

项目摘要

环氧树脂基CFRP材料因其树脂基体韧性较低而表现出了相对较差的疲劳性能,限制了其在一些重要工程结构(如沿海或跨海桥梁拉索)中的应用。为此,本项目采用了韧性较高的聚氨酯(PU)代替传统的环氧树脂作为CFRP的树脂基体,并系统地研究了PU基CFRP的疲劳性能及其在典型土木工程恶劣服役环境下的演化规律与机理。取得的重要成果包括:获得了恶劣服役环境下PU基CFRP力学性能的演化与机理;提出了荷载与浸泡耦合作用下PU基CFRP的吸水机理模型,揭示了耦合作用对PU基CFRP力学性能的影响规律与机理,获得了其在典型沿海城市的长期服役寿命;获得了PU基CFRP的疲劳性能,建立了基于刚度退化的PU基CFRP疲劳寿命预测模型,揭示了不同应变水平下PU基CFRP疲劳寿命的演化规律;获得了恶劣服役环境下PU基CFRP疲劳性能的演化规律,揭示了其基于界面微观裂纹产生与发展的退化机理,建立了恶劣服役环境下PU基CFRP疲劳寿命的衰变模型。研究成果为PU基CFRP在土木工程领域中的应用奠定了坚实的理论与试验基础;同时,与环氧树脂基CFRP相比,PU基CFRP具有更优异的耐腐蚀性能和疲劳性能,其在土木工程领域中应具有更广阔的应用前景。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

DOI:10.15957/j.cnki.jjdl.2016.12.031
发表时间:2016
2

论大数据环境对情报学发展的影响

论大数据环境对情报学发展的影响

DOI:
发表时间:2017
3

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

DOI:10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20201185
发表时间:2021
4

中国参与全球价值链的环境效应分析

中国参与全球价值链的环境效应分析

DOI:10.12062/cpre.20181019
发表时间:2019
5

栓接U肋钢箱梁考虑对接偏差的疲劳性能及改进方法研究

栓接U肋钢箱梁考虑对接偏差的疲劳性能及改进方法研究

DOI:10.3969/j.issn.1002-0268.2020.03.007
发表时间:2020

洪斌的其他基金

相似国自然基金

1

CFRP拉索及其锚固系统抗冲击性能研究

批准号:51478177
批准年份:2014
负责人:方志
学科分类:E0805
资助金额:88.00
项目类别:面上项目
2

预应力CFRP筋嵌入组合石梁基本力学性能与疲劳性能研究

批准号:51006133
批准年份:2010
负责人:刘阳
学科分类:E0804
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
3

环境腐蚀下斜拉索钢丝多尺度疲劳损伤演化机理研究

批准号:51708305
批准年份:2017
负责人:揭志羽
学科分类:E0804
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
4

偏心受拉作用下预应力CFRP筋型钢混凝土结构体系受力行为及地震灾变控制研究

批准号:51768008
批准年份:2017
负责人:张鹏
学科分类:E0805
资助金额:39.00
项目类别:地区科学基金项目