1. 本选题研究的目的及意义
碳纤维增强聚合物(CFRP)以其优异的力学性能、耐腐蚀性和可设计性,在土木工程等领域中作为加固和修复材料得到越来越广泛的应用。
木材作为一种可再生、环境友好型材料,与CFRP复合制备的碳纤维-木构件,能够有效结合两者的优点,在结构加固和新型结构体系中展现出巨大的应用潜力。
然而,碳纤维-木构件的长期服役性能受制于复合界面,尤其是端面复合界面在湿热环境下的易损性。
2. 本选题国内外研究状况综述
碳纤维-木复合材料界面性能是近年来研究的热点之一。
国内外学者在界面改性、湿热性能和耐久性方面开展了大量研究,取得了一定的成果。
1. 国内研究现状
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本研究将以碳纤维-木构件端面复合界面为研究对象,系统研究其在湿热环境下的损伤演化规律、损伤机理以及耐久性能。
具体研究内容如下:1.研究湿热环境对碳纤维-木构件端面复合界面力学性能的影响,分析其强度和模量变化规律,并揭示湿热耦合作用机理。
2.利用扫描电镜、X射线衍射等技术手段,分析湿热环境下碳纤维-木构件端面复合界面微观形貌和化学组成变化,揭示湿热老化对界面结构的影响机制。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论分析、数值模拟和试验验证相结合的方法,具体研究步骤如下:1.文献调研:查阅国内外相关文献,了解碳纤维-木构件端面复合界面湿热效应的研究现状,为本研究提供理论基础和技术路线。
2.材料制备:制备碳纤维-木构件端面复合材料试件,并进行必要的性能测试,为后续试验提供材料基础。
3.湿热环境模拟:搭建湿热环境模拟试验平台,模拟实际服役环境中的温度和湿度条件,对碳纤维-木构件端面复合材料试件进行湿热处理。
5. 研究的创新点
本研究的创新点主要体现在以下几个方面:1.针对碳纤维-木构件端面复合界面这一薄弱环节,系统研究其在湿热环境下的损伤演化规律和损伤机理,为提高其界面性能和耐久性提供理论依据。
2.结合微观结构分析和宏观力学性能测试,揭示湿热环境对碳纤维-木构件端面复合界面损伤的耦合作用机制。
3.建立能够准确预测碳纤维-木构件端面复合界面湿热损伤的模型,为其工程设计和应用提供参考依据。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
[1] 邢永明,樊健生,李鹏,等. CFRP-钢界面粘结性能湿热老化试验研究[J].建筑结构学报,2019,40(01):147-155.
[2] 焦楚杰,王浩,张超,等. 考虑湿热效应的CFRP加固混凝土梁界面性能试验研究[J].工程力学,2020,37(03):178-185.
[3] 吴江,张伟,黄林.湿热环境下CFRP与混凝土粘结界面耐久性试验研究[J].建筑结构,2021,51(S1):153-158.
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