世界各地的钢结构都容易在其使用寿命期内恶化。这种恶化可以分别由疲劳负荷和极端天气条件引起的裂缝和腐蚀引起的钢构件的潜在强度和刚度。此外,在设计和施工阶段可能会出现缺陷。进行钢结构改造的常规方法是使用焊缝或螺栓连接到结构的钢板[1]。但是,这种方法呈现出缺点,包括焊接施加的残余应力,这可能会对结构造成新的损害[2,3]。此外,钢板容易受到腐蚀的影响,其重量重量在安装过程中构成了挑战[4,5]。另外,将外部粘结碳纤维增强聚合物(CFRP)的应用可以提供耐用的解决方案来应对这些挑战[6,7]。CFRP材料的高强度重量比和耐腐蚀性在选择改造钢组件的选择中具有重要作用[8-10]。近年来,高级复合材料的应用在改造民用基础设施方面已获得接受。在这些类型的材料中,CFRP和石墨纤维增强聚合物(GFRP)已得到很好的确定[11]。但是,由于其强度较高,CFRP表现出优于GFRP的优势。研究表明,CFRP改造系统可以有效地增强钢构件的弯曲能力并延长其疲劳寿命[4,12 - 32]。CFRP根据其弹性模量分类为低模量(LM),正常模量(NM)或中间模量(IM),高模量(HM)和超高模量(UHM)。没有一种一致的方法来表征每个类别的弹性模量范围。但是,它可以相对于表1所示的钢弹性模量表示[33]。
开发了基于商业软件 Ultis ® 的自动化任务序列,结合新的预处理和后处理工具,以实现对从大型复杂 CFRP 组件获得的超声波数据的全自动分析。在包含各种人工缺陷的参考面板上,结果 90/95 为 6.8 毫米。新工具包括 C 扫描投影优化器,可最大限度地减少 3D 到 2D 转换期间的缺陷变形,一种有效的分割方法,可解决具有挑战性的特征(共固化纵梁、层脱落、多种厚度变化),以及一种能够自动从 A 扫描集合中提取指示的新型缺陷检测算法。结果表明,该方法满足检测要求,同时显著缩短了分析时间。
摘要用于结构增强和改造,高级复合材料(例如碳纤维增强聚合物(CFRP)和玻璃纤维增强聚合物(GFRP))经常被使用。在土木工程中的应用需要彻底了解此类材料的行为和响应。为了预测应力 - 应变行为,当前的研究重点是CFRP和GFRP增强混凝土标本的数值模拟。abaqus用于使用C3D8R固体元素对混凝土样品进行建模。材料建模考虑了混凝土的非线性压缩行为和CFRP/GFRP的线性弹性压缩行为。这项研究与正常强度的混凝土相比,研究了载荷能力的增长,并局限于无限制的强度。通过与公开的实验结果进行比较,已经确认了数值模拟的有效性。此外,仔细检查了层数的影响。此外,还进行了用GFRP和CFRP增强的标本的应力 - 应变特性的比较。
摘要。Cleansky2项目Solifly正在为航空应用开发更多的结构电池。本文提出了结构整合的概念以及评估结构电池整合对CFRP固体层压板机械性能的影响的方法,考虑到结构电池插入的尺寸和形状以及通过层压层厚度的位置考虑到其位置。已经实施了有限元仿真的完全参数,计算有效的数值策略来评估机械性能,并且首次随着细胞几何形状和集成位置的变化,矩阵损伤的首次开始。使用数字图像相关性和声学发射,获得了SB细胞成分和细胞原型的第一个机械表征数据。讨论了对功能分离组件的SB集成概念的优势和权衡的初步评估。
因腐蚀而受损的零件 - 日本东京,2023年12月18日 - Modec,Inc。(Modec)和Toray Industries,Inc。(Toray)今天宣布,他们今天共同开发了一种碳纤维增强的塑料(CFRP)补丁技术,用于维修浮动生产,存储和卸载(FPSO)的浮动(FPSO)和载荷(FPSO)和载荷(FSO),以及载荷(FSO),FSO(FSO)。FPSO和FSO维修服务由Modec提供,Modec是一家总承包商,专门从事海上油气船的工程,建筑,操作和维护服务,将利用此CFRP补丁技术来蚀腐蚀维修。美国运输局(ABS)为海洋和海上资产提供分类服务,批准了该技术用于修复直径高达300毫米的直径,这些直径损坏了蚀腐蚀。FPSO和FSO维护进行,而不会中断石油和天然气。因此,开发一种维修技术,该技术有助于在海上有效部署材料和设备,并且不涉及热工作至关重要。这些考虑促使Modec和Toray共同开发了2020年CFRP维修的真空辅助树脂转移成型(VARTM)过程。ABS批准将CFRP应用于钢以恢复其机械强度。虽然非常适合修复大型腐蚀区域,但此过程却不适合进行腐蚀维修。在这种情况下,新的CFRP补丁技术是一种更简单,更有效的解决方案。此外,该技术可确保石油和天然气生产的最小破坏,因为它消除了对热工作的需求。它仅需要粘结预制的CFRP贴片扁平板而不是蚀腐蚀,从而将劳动力减少了一半并改善了交货时间(与VARTM过程相比,与VARTM工艺相比,并排除了材料采购牵头时间)。该技术消除了对真空泵和其他设备的需求,并简化了运输加固材料和施工工具的过程。与Toray一起,MODEC将通过提供实用的VARTM技术进行大量维修和CFRP贴剂技术来满足FPSO和FSO操作员的各种腐蚀修复需求,以供局部维修。两家公司将继续为这些船只开发维修技术,以迅速满足市场需求,同时解决环境和其他社会问题,从而为可持续经济做出贡献。
碳纤维增强聚合物(CFRP)复合材料由于其出色的强度与重量比,广泛用于工程应用中。这些复合材料受到恒定和可变的各种负载,这使它们容易在结构中损坏积累。这降低了他们的使用寿命并对他们的表现产生负面影响。这项研究研究了使用低周期疲劳(LCF)程序在一个标本和可变载荷的恒定载荷下进行CFRP层压板的故障行为,直到在两种测试中都达到完全失败为止。实验过程涉及使用专门设计的设备,一旦将其牢固地固定到位,就可以通过内部气压施加载荷。根据其最大挠度测量值对标本的观察到的变形进行跟踪。实验结果与理论结果吻合良好。在试样失败时,样品在静态载荷下的最大挠度为(8.975 mm);相比之下,在样品的内部结构逐渐恶化之前,在样品的内部结构逐渐恶化后,试样失败时样品在低周期疲劳下的最大挠度为(12.32 mm)。在低周期疲劳(LCF)测试下,使用扫描电子显微镜(SEM)分析样品。硬度测试是在实验工作之前和之后进行的,以跟踪失败机制,其中包括逐渐的故障阶段。结果和讨论将详细说明材料硬度的明显恶化。实验结果表明,在复合材料的两种测试中,都与理论值和高级见解相吻合。
本出版物将介绍一种用于大型 CFRP 结构的柔性自动装配系统的方法。该方法将装配系统分为两个主要组件,即自动连接过程和柔性自动固定装置。将特别关注固定装置、其组件和自动化流程,以实现要组装的 CFRP 结构的最佳 6D 位置和形状。首先,将简要概述最先进的装配系统,然后描述该方法和为柔性自动固定装置开发的通用原型。该原型将作为未来的解决方案呈现,与传统的特定于零件的系统相比,它为自适应装配优化开辟了新的可能性。此外,应用于通用原型的主要自动化流程将作为独立技术呈现,它们作为一个智能系统协同工作。需要描述的自动化流程包括机器测量、接触点调整、6D 位置调整和形状调整。
本出版物将介绍一种用于大型 CFRP 结构的柔性自动装配系统的方法。该方法将装配系统分为两个主要组件,即自动连接过程和柔性自动固定装置。将特别关注固定装置、其组件和自动化流程,以实现要组装的 CFRP 结构的最佳 6D 位置和形状。首先,将简要概述最先进的装配系统,然后描述该方法和为柔性自动固定装置开发的通用原型。该原型将作为未来的解决方案呈现,与传统的特定于零件的系统相比,它为自适应装配优化开辟了新的可能性。此外,应用于通用原型的主要自动化流程将作为独立技术呈现,它们作为一个智能系统协同工作。需要描述的自动化流程包括机器测量、接触点调整、6D 位置调整和形状调整。
在土木工程市场中通常需要以成本效益,高耐用性和低密度为特征的可持续材料,以生存不利的严重负荷和恶劣的环境环境。因此,在建筑和建筑工程中的新应用使使用复杂的复合材料来增强广泛的建筑结构。碳纤维增强聚合物(CFRP)具有明显的属性,例如高特异性强度,刚度和轻质性质,对混凝土结构的修复和增强引起了极大的兴趣。提高任何建筑材料(例如CFRP)的内在材料质量是使其更好的方法。一旦CFRP的质量提高,与使用材料相关的许多限制都可以克服。因此,此评论详细介绍了CFRP在不同建筑结构部分中的特征和应用,包括混凝土板,柱,梁,横梁等。强调了CFRP的不同制造技术和表面修饰,以洞悉其功能和可能的缺点。此外,讨论了CFRP及其在循环经济中的回收潜力的可持续性问题。我们通过在土木工程应用中提供有关CFRP复合材料使用的前景和挑战来得出结论。
复合材料,尤其是碳纤维增强聚合物(CFRP),是现在在飞机,海洋和其他应用中常用的高性能结构材料类别,在汽车和土木工程应用中新兴的大规模使用。回收这些材料的困难是阻止其在大型市场中进一步应用的关键障碍。数十年来,工程界一直追求物理方法,以从寿命末期复合废物中回收价值。这项工作已经生成了可扩展的方法,可以从CFRP废物中恢复适中的值,但是由于其低值回收率,这些方法应用于CFRP废物的一小部分。相比之下,相对较少的回收CFRP的方法是基于系统地解构将它们融合在一起的热固性聚合物的战略方法。在本焦点文章中,我们将展示这些以结构为中心的CFRP回收方法的出现,并说明了这项研究的道路,以最终实现方法,以恢复包括现代CFRP的加固纤维和构成构成现代CFRP的热固材料。