复合材料学报

作者：李传习, 柯璐, 陈卓异, 贺君, 罗南海,

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,

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。

来源：2018年第12期

《复合材料学报》期刊编辑部

查看复合材料学报杂志2018年第12期