复合材料学报

作者：李游, 李洪仪, 马小琬, 李传习, 李兆超, 郑辉, 宾佳,

关键词：纳米SiO₂环氧胶黏剂, CFRP-钢搭接接头, 破坏模式, 黏结-滑移关系, 抗剪承载力,

针对夏季钢桥面温度高达60℃左右，而温度对碳纤维增强复合材料(CFRP)加固钢结构黏结界面力学性能影响显著的现象。基于研制的高性能胶黏剂GY34，制作了21个胶黏剂拉伸试件、15个CFRP板-钢板双搭接试件，进行了不同温度下的准静态拉伸试验、剪切拉伸试验，揭示了高温(≤90℃)对胶黏剂力学性能及CFRP板-钢板搭接界面力学性能的影响规律，建立了考虑温度影响的搭接界面极限承载力预测模型，得到了黏结-滑移关系模型随温度的变化趋势。研究结果表明：随温度的升高，胶黏剂GY34拉伸强度及弹性模量逐渐降低；断裂伸长率及应变能先增大后减小，在温度接近胶黏剂的玻璃化转变温度<i>T</i>_g,S时达到峰值。随温度升高，基于研制胶黏剂的CFRP-钢搭接试件的极限承载力先增大后减小，破坏模式由CFRP板层离逐渐过渡为钢-胶层界面破坏。小于胶黏剂玻璃化转变温度<i>T</i>_g,S的高温下，荷载-位移曲线具有明显的延性发展阶段。随温度升高搭接试件的应变分布更加均匀，剪应力传递范围及有效黏结长度显著增加。基于研制胶黏剂的搭接试件的黏结-滑移关系的形状在不同温度下均为三线性梯形。高温环境不会改变黏结-滑移关系模型的形状，会导致界面剪应力峰值及刚度逐渐降低，相对滑移与界面断裂能先增加后减小。

来源：2023年第12期

《复合材料学报》期刊编辑部

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