复合材料学报

作者：黄俊杰, 佘艳华, 张鹤凡, 何佳明,

关键词：碳纤维增强树脂基复合材料, 木柱, 损伤性能, 声发射, 临界指数,

为研究碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced polymer，CFRP)加固木柱的轴压损伤性能及破坏机制，对6组不同CFRP缠绕方式的木柱开展了轴向压缩试验并进行了实时声发射(Acoustic emission，AE)监测。分析了不同缠绕层数和不同缠绕角度对CFRP加固木柱破坏形式、力学性能、吸能性能和声发射参数演化规律的影响。结果表明：CFRP的加固能明显改善木材的力学性能，抑制脆性破坏的发生；随着缠绕层数、角度的增大，木柱的极限承载力从112.63 kN提升至161.21 kN，位移延性系数也从1.44提升至1.72；CFRP缠绕层数、角度的增加能够显著提高CFRP加固木柱在轴压损伤过程中的稳定性和吸能能力；根据声发射的振铃计数演化特征可以将CFRP加固木柱的损伤过程分为弹性、压缩屈服和损伤破坏3个阶段；随着缠绕层数、角度的增加，声发射峰值频率逐渐从低频区间(0~80 kHz)向高频区间(160~240 kHz)过渡，损伤形式从大尺度损伤转变为小尺度损伤；不同缠绕方式的木柱声发射能量概率密度均遵循幂律无尺度分布，6种加固方式下，临界指数分别为1.31、1.33、1.36、1.43、1.49、1.57；临界指数随着缠绕层数、角度的增大而增大，CFRP的加固限制了木材内部裂纹的发展，减弱了内部结构的劣化。

来源：2024年第9期

《复合材料学报》期刊编辑部

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