海洋大气环境对CFRP-钢界面粘结性能的影响

作     者：余倩倩 赵翊舟 高瑞鑫 YU Qianqian;ZHAO Yizhou;GAO Ruixin

作者机构：同济大学工程结构性能演化与控制教育部重点实验室上海200092 同济大学建筑工程系上海200092 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2022年第39卷第11期

页      面：5148-5157页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0813[工学-建筑学] 

基　　金：国家优秀青年科学基金(52222803)。 

主　　题：海洋大气 CFRP 钢板 界面粘结性能 双搭接试件 

摘      要：为研究长期海洋大气环境作用对碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)-钢界面粘结性能的影响,设计并制作了36个CFRP-钢板双搭接试件,采用盐雾沉降量1~2 mL/80(cm^(2)·h)的盐雾箱来模拟海洋大气环境。对试件进行了疲劳加载后的静力拉伸试验,分析了环境作用时间(30、180、360天)、长期持续荷载和硅烷表面处理方式对CFRP-钢界面破坏模式和承载力的影响。研究结果表明:随着海洋大气环境作用时间增加,CFRP-钢双面搭接节点由胶层内破坏伴随CFRP层离破坏逐渐向钢-胶界面粘结失效转变。暴露360天后极限承载力最大下降了15.72%。硅烷表面处理对CFRP-钢界面耐久性提升作用较小。持续荷载导致短期环境作用下(30天)极限承载力下降了18.39%,但对长期环境作用影响很小,高应力预加疲劳导致CFRP-钢界面极限承载力最大下降了26.6%。采用Hart-Smith模型对CFRP-钢界面极限承载力进行计算,发现长期环境作用后的承载力预测值和试验值误差超过了30%。在考虑破坏模式变化对界面极限承载力的影响下进行了修正,将误差减小到最大为14.04%。