碳纤维增强复合材料加固柏木轴压裂纹演化规律的研究

摘要

为研究2层不同角度碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer/Plastic, CFRP)加固柏木的受压裂纹演化规律，对分别粘贴2层30°、60°、90°CFRP的柏木进行单轴压缩试验，利用声发射(Acoustic Emission, AE)技术和数字图像相关(Digital Image Correlation, DIC)技术对试件的裂纹演化过程进行监测，最后结合数值模拟对试件的荷载位移曲线进行验证并提供加固木材的方法指导。结果表明，声发射信号可以反映试件裂纹的萌生规律及力学特性，CFRP包裹角度越大，试件裂纹扩展越平缓，延性越高，最大承载力越高；RA-AF分析法和DIC表面云图的结合可以反映试件裂纹类型、萌生的位置及扩展过程，试件的裂纹均以张拉型裂纹为主，且CFRP包裹角度越大，裂纹就越容易在端部产生；AE技术、RA-AF分析法、DIC技术和数值模拟的结合为进一步研究CFRP包裹角度与裂纹演化规律的影响关系提供参考。

关键词

柏木 / CFRP / 声发射 / 数字图像相关技术 / 数值模拟 / 裂纹

基金资助

国家自然科学基金项目(51408057); 住房与城乡建设部科学技术项目(2021-K-0860); 湖北省自然科学基金项目(2023AFB804)