纺织纤维重复弯曲疲劳性能的研究

在测试了多种纺织纤维重复弯曲疲劳寿命,并与相应织物的抗起球性能作了对比.所用的纤维重复弯曲疲劳测试方法及参数可作为标准测试的参考.     

纺织纤维重复弯曲疲劳性能的研究

在对多种纺织纤维重复弯曲疲劳寿命测试的基础上,作了对比研究,并与相应织物的抗起球性能作了对比。所用的纤维重复弯曲疲劳测试方法及参数可作为标准测试的参考。     

芳香族聚酰胺（PPTA）纤维弯曲疲劳的形变和断裂机理

普通PPTA纤维和改性PPTA纤维具有近似的应力应变的曲线,但后者的弯曲疲劳寿命比前者要长的多。在SEM下观察了弯曲疲劳过程的形态变化,发现该过程主要是结构沿纤维长度分裂即原纤化过程。改性PPTA纤维对原纤化的阻抗显著地大于普通PPTA纤维。粉碎降解和低温断裂的结果也得出类似结果。表明大分子间结合力在PPTA纤维弯曲疲劳中起很重要的作用。弯曲疲劳作用被归结为对材料拉伸和压缩的复合作用。拉伸PPTA纤维的动态观察得出,拉伸或压缩纤维将出现剪切带或滑移带,它们引发纤维原纤间的分离。剪切屈服是其主要形变机制。PPTA纤维弯曲疲劳过程如下：重复弯曲引起材料局部区域的剪切屈服,出现剪切带,并随之发生结构分裂,纤维广泛地原纤化,最后原纤和原纤束相继破坏,纤维最终断裂。     

织物起球与纤维力学性能的关系

在影响织物起球性能的各种纤维性能中，除纤维的几何形态（线密度、截面形状、长度等）之外，经过测试研究分析筛选出来的主要影响因素是纤维的重复弯曲疲劳强度、重复扭转疲劳强度、拉伸断裂相对强度、拉伸断裂伸长率和拉伸初始模量．后者与织物的手感也有很密切的关系．本文研制了学纤维重复弯曲疲劳测试仪、单纤维重复扭转疲劳测试仪，优选了它们的测试条件参数，先后测试了绵羊毛，山羊绒、马海毛等纤维和２０余种化学纤维的性能，并经过优选工艺，对由１３种纤维纯纺或混纺生产的７种毛型梭织物进行了起球规律的测试、试穿和研究，发现在研究中织物的穿着起球效果与客观测试中随摩擦次数球粒数变化的曲线下积分值相关最密切．最后对纤维五种力学性能与织物起球曲线下积分值进行了主成分析和多元回归分析，获得了由纤维力学性能评价织物起球性能的预测方程式．     

聚丙烯纤维混凝土弯曲疲劳性能

将聚丙烯纤维掺入普通道路混凝土可以大幅度提高混凝土的弯曲疲劳等路用性能，并通过试验建立了聚丙烯纤维混凝土的疲劳方程。结果表明，聚丙烯纤维不但能使混凝土的强度提高，更主要的是在大应力作用下，可成倍地提高混凝土的弯曲疲劳寿命。     

哑铃型钢纤维粉煤灰混凝土的弯曲疲劳特性

混凝土的弯曲疲劳性能是钢纤维混凝土的主要力学性能.用4点加载方法重点研究了全掺钢纤维混凝土梁和底层撒布较长钢纤维的聚丙烯腈纤维混凝土梁的弯曲疲劳性能.研究证明:底层撒布较长钢纤维的聚丙烯腈纤维混凝土梁的弯曲疲劳强度比素混凝土提高15.7％;当应力水平为0.90时,全掺钢纤维(体积分数为1.0％)混凝土梁弯曲疲劳寿命是素混凝土22.47倍,底层撒布较长钢纤维的聚丙烯腈纤维混凝土梁的弯曲疲劳寿命是素混凝土的29.O1倍.即底层撒布较长钢纤维的聚丙烯腈纤维混凝土梁的弯曲疲劳性能比单独撒布一层钢纤维或单独采用聚丙烯腈纤维来增强混凝土效果更加显著.对于道路及机场跑道采用这一结构形式比较理想.表7,参9.     

不同纤维对SMA路用性能的影响

选用3种不同的纤维(木质素纤维、矿物纤维和聚丙烯腈纤维),研究其对SMA混合料路用性能的影响。通过动态剪切流变试验(DSR)及简支梁弯曲蠕变试验(BBR),评价纤维沥青胶浆的技术性能。以SMA-10为例,通过车辙试验及动、静态蠕变试验和恒高度重复剪切试验(RSCH),评价不同纤维对SMA高温性能的影响。结果表明:纤维的加入能够改善沥青混合料的高温性能,同时也降低了沥青混合料的低温抗裂性能,与其他2种胶浆相比,木质纤维胶浆低温性能较差;车辙试验、动态蠕变试验和恒高度重复剪切试验结果具有较好的相关性,能较好地反映不同纤维对SMA高温性能的影响;动态蠕变试验得出的粘弹性常数可以用来进行沥青面层车辙的预估,矿物纤维SMA-10的高温性能好于另外2种纤维;通过4点弯曲疲劳试验,得到不同纤维对SMA疲劳寿命的影响,聚丙烯腈纤维SMA-10的抗疲劳性能最好。     

羊毛纤维重复扭转疲劳性能的研究

在自行设计的羊纤维扭转疲劳试验仪上测试了品质支数为７０的羊毛的重复扭转疲劳性能。得到了羊毛扭转疲劳至断裂的循环次数Ｎ与扭转角θ、张力Ｐ的关系，分析了纤维重复扭转性能的规律，并提出了基准测试参数。     

改性腈纶纤维混凝土梁的弯曲疲劳特性

为了获得具有经济性和良好技术性能的混凝土结构,有必要研究改性腈纶纤维(以下简称腈纶纤维)对混凝土弯曲疲劳强度及疲劳极限的增强作用。用四点加载方法研究了腈纶纤维混凝土梁和底层撒布较长钢纤维的腈纶纤维混凝土梁的弯曲疲劳性能。研究结果表明:当腈纶纤维体积分数为0.085%时,腈纶纤维混凝土梁和底层撒布较长钢纤维的腈纶纤维混凝土梁的弯曲疲劳强度比素混凝土分别提高11.7%和15.7%;当应力水平为0.90时,腈纶纤维混凝土梁和底层撒布较长钢纤维的腈纶纤维混凝土梁弯曲寿命分别是素混凝土的22倍和29.01倍。底层撒布较长钢纤维的腈纶纤维混凝土梁的弯曲疲劳性能优于底层只撒布一层钢纤维或只采用腈纶纤维来增强的混凝土梁。复合纤维增强混凝土适用于道路及机场跑道。     

羊毛纤维重复扭转疲劳性能的研究

在自行设计的单纤维扭转疲劳试验仪上测试了品质支数为70的羊毛的重复扭转疲劳性能.得到了羊毛扭转疲劳至断裂的循环次数N与扭转角θ、张力p的关系,分析了纤维重复扭转性能的规律,并提出了基准测试参数.     

芳纶纤维弯曲疲劳和扭转疲劳的测试分析

对芳纶纤维的弯曲和扭转疲劳进行了测试分析,并与其它纤维进行比较,对它们的破坏机理作了探讨.     

玄武岩纤维桥梁混凝土韧性特征及衰减规律

为研究玄武岩纤维对桥梁混凝土的增韧阻裂效果,设计了弯曲韧性试验、断裂韧性试验,分析不同玄武岩纤维掺量(体积分数,0%、0.07%、0.08%、0.09%,下同)对桥梁混凝土抗裂性能的影响规律,从中选出最优纤维掺量。利用动态疲劳加载试验,研究普通混凝土和最优纤维掺量组在不同荷载应力水平下(0.5、0.7)弯曲韧性系数和断裂能的劣化衰减规律,并基于扫描电镜(SEM)试验,从微观角度剖析玄武岩纤维对桥梁混凝土的增韧阻裂机理。试验结果表明：玄武岩纤维能够增加混凝土的弯曲韧性,起到增韧阻裂作用,有利于避免在荷载作用下混凝土过早开裂,玄武岩纤维掺量为0.08%时,改善效果最明显,28 d弯曲韧性系数较普通混凝土提高了235%;玄武岩纤维显著提升了桥梁混凝土的断裂能,当纤维掺量为0.08%时,提升效果最明显,较普通混凝土提高了247%;在不同荷载应力水平下,桥梁混凝土的弯曲韧性系数和断裂能都随着疲劳加载次数的增加而逐渐衰退,且初期降低幅度小,后期降低幅度较大。但掺入玄武岩纤维可以减缓桥梁混凝土衰减速率,提高其抵抗疲劳开裂的能力,进而延长桥梁混凝土疲劳寿命;纤维与水泥基体之间良好的黏结性能,使得玄武岩...     

聚酯纤维沥青胶浆及混合料路用性能

 为研究聚酯纤维沥青混合料的性能,引入木质素纤维作对比,对两种纤维的技术指标进行测试;通过动态剪切流变试验、弯曲梁流变试验、车辙试验、低温弯曲小梁试验、冻融劈裂试验和四点弯曲疲劳试验分别对无纤维和掺加聚酯纤维、木质素纤维的沥青胶浆和沥青混合料性能进行试验研究,并分析其改善机制。结果表明,掺加纤维能显著地改善沥青混合料的路用性能,聚酯纤维沥青混合料比木质素纤维混合料具有更优良的路用性能。     

玄武岩纤维布加固混凝土梁的抗弯疲劳性能试验

通过2根玄武岩纤维布加固的钢筋混凝土梁和1根普通钢筋混凝土梁的弯曲疲劳性能试验研究,分析玄武岩纤维布对加固梁抗弯疲劳性能的影响.试验结果表明,采用玄武岩纤维布进行加固后,梁的抗疲劳性能得到极大改善;粘贴1层和2层玄武岩纤维布后,钢筋混凝土梁的疲劳寿命分别提高了66%和235%,50万次时,其疲劳变形分别减小了26.04%和35.40%.在纤维布与混凝土粘结可靠的情况下,若梁的配筋率不超过2.5%,加固梁发生钢筋疲劳断裂破坏的可能性极大.     

聚丙烯纤维混凝土单轴受压疲劳寿命分析

为研究聚丙烯纤维混凝土（PFRC）单轴受压疲劳寿命,考虑聚丙烯纤维的长径比和体积分数两种因素,共制作180个试块,考察聚丙烯纤维混凝土的疲劳破坏形态,阐明变形规律,建立疲劳强度和疲劳寿命方程. 研究表明,聚丙烯纤维混凝土疲劳破坏形态分为劈裂破坏、楔形破坏和剪切破坏三种,试块的破坏断面上可以分为疲劳源区、疲劳裂缝稳定扩展区和瞬时断裂区三个区域;在聚丙烯纤维长径比为280、体积分数为0.2%时疲劳性能提升最明显,疲劳强度相较于素混凝土提高33.83%;建立了含纤维特征参数的疲劳方程,可以较好地描述疲劳应力水平、疲劳寿命、失效概率、纤维特征参数之间的关系,为工程中承受重复动荷载的聚丙烯纤维混凝土结构设计及分析提供相应的依据.     

纤维沥青混合料路用性能

纤维沥青混合料以其优良的技术性能与合理的经济性,受到人们的普遍关注,但目前对其性能研究尚缺乏系统性。从不同纤维的微观特性出发,通过不同级配纤维沥青混合料的车辙试验、低温弯曲和弯曲蠕变试验、小梁疲劳试验和混合料耐水害性能试验,分析了纤维和级配类型对沥青混合料路用性能的影响,并从复合材料角度对纤维的加强和改善作用机理进行了分析。     

基于加权灰靶理论的纤维沥青混合料综合性能评价

为了研究纤维沥青混合料的综合性能,对掺加了聚酯纤维、木质素纤维、玄武岩纤维和海泡石纤维等4种纤维的试件进行了车辙试验、低温弯曲试验、冻融劈裂试验以及小梁弯曲疲劳试验.基于动稳定度、低温弯曲应变、冻融劈裂强度比、疲劳寿命和每平方米造价为评价指标,应用加权灰靶模型,对掺加4种纤维沥青混合料的方案进行了多指标评价,优选出基于路用性能和成本效益的最佳方案.结果表明:利用熵权法对传统灰靶模型加以改进,能够有效地解决评价模型中的等权问题,提高了评价的准确性;在同等条件下,玄武岩纤维沥青混合料的路用性能和经济性较好.     

掺粉煤灰再生混凝土疲劳性能试验研究

在室内进行了粉煤灰再生混凝土小梁的弯曲疲劳试验,采用威布尔模型,得到了粉煤灰再生混凝土的疲劳方程,并与普通水泥混凝土以及粉煤灰贫混凝土的疲劳方程做了比较.结果表明,粉煤灰再生混凝土的疲劳性能与普通水泥混凝土相似,特别是在应力水平较低部分基本一致,粉煤灰再生混凝土能够承受行车荷载的重复作用.     

活性粉末混凝土弯曲疲劳寿命研究

研究循环荷载对活性粉末混凝土(RPC)强度的影响,对不同掺量聚丙烯纤维的活性粉末混凝土试件,利用Instron电液伺服式疲劳试验机对其施加循环荷载,测试其疲劳寿命,并找出提高RPC弯曲疲劳强度的合适配合比.     

Ti-6Al-4V钛合金弯曲疲劳行为与损伤机理研究

研究了Ti-6Al-4V(TC4)钛合金在不受轴向拉应力作用下的弯曲疲劳行为,设计了悬臂梁弯曲疲劳试验机对TC4钛合金进行弯曲疲劳试验,利用ABAQUS有限元模拟软件结合损伤模型模拟预测TC4钛合金的弯曲疲劳寿命.通过对TC4钛合金进行7种不同弯曲疲劳幅值下的试验与模拟,研究了TC4钛合金在弯曲疲劳过程中的应力分布与损...