基于細(xì)觀結(jié)構(gòu)的碳纖維水泥基復(fù)合材料力學(xué)性能研究.pdf

1、在水泥砂漿中摻入短切碳纖維，可以增強(qiáng)材料的韌性以及改善材料的力學(xué)性能。目前關(guān)于碳纖維水泥砂漿復(fù)合材料(CFRC)力學(xué)性能的研究已有較多文獻(xiàn)，但大都采用實(shí)驗(yàn)方法。本文基于碳纖維水泥砂漿的細(xì)觀組成結(jié)構(gòu)，運(yùn)用Eshebly等效夾雜原理和Mori-Tanaka方法，從理論上對(duì)CFRC的力學(xué)性能進(jìn)行了研究，然后通過實(shí)驗(yàn)獲得CFRC的實(shí)際參數(shù)值，將理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，并對(duì)本文所采用的理論方法的可行性進(jìn)行了討論。
　　本文所做

2、的工作以及取得的研究成果主要有:
　　(1)運(yùn)用Eshebly等效夾雜原理和Mori-Tanaka方法，從細(xì)觀力學(xué)的角度研究了CFRC的力學(xué)性能，推導(dǎo)出CFRC力學(xué)參數(shù)表達(dá)式。根據(jù)CFRC中碳纖維和水泥砂漿的彈性模量和泊松比，以及CFRC中碳纖維的體積百分比含量計(jì)算得到不同碳纖維含量的CFRC的力學(xué)性能參數(shù)值，并獲得CFRC的彈性模量隨碳纖維體積百分比的變化規(guī)律。
　　(2)實(shí)驗(yàn)制作碳纖維體積百分比分別為0.3％、0.6％、

3、0.9％的CFRC試樣。分別測(cè)量得到不同碳纖維體積百分比CFRC試樣的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，測(cè)得其力學(xué)性能參數(shù)值，同時(shí)對(duì)CFRC的力學(xué)性能隨碳纖維體積百分比的變化規(guī)律進(jìn)行分析。
　　(3)將CFRC的理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果表明:當(dāng)碳纖維體積百分比較小時(shí)，理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果之間的差異較小;隨著碳纖維含量的增大，理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果之間的差別也會(huì)增大。因此，Mori-Tanaka方法適用于研究低碳纖維含量的CFRC的力