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复合材料中的碳纤维编织技术

传统的二维编织工艺能用于制造复杂的管状、凹陷或平面零件的预成形体,它与其它纺织技术相比成本相对较低。它的研究主要集中在研发自动化编织机来减少生产成本和扩大应用范围。它的关键技术包括质量控制、纤维方向和分布、芯轴设计等。它在航空工业的应用包括制造飞机进气道和机身J型隔框。该技术通常与RTM和RFI技术结合使用,另外也可以与挤压成形和模压成形联合使用。其应用水平在洛克希德? 马丁公司生产F-35战斗机进气道制造中最能体现其先进性,加强筋与进气道壳体是整体结构,减少了95%的紧固件,提高了气动性能和信号特征,并简化了装配工艺。为了克服二维编织厚度方面强度低的问题,开发了三维编织技术,楼板碳纤维加固补强板,为制造无余量预成形体提供了可能。但是该技术同样受到设备尺寸限制。



( 1 )某 8 层框架结构

某 8 层新建框架结构,建成后使用功能即发生变化:一、二层改做生产车间,布置较重的设备荷载;一、二、三层两端空调机房荷载也较原设计有所增加。按照增加后的荷载对结构整体验算结果表明:一、二、三层楼部分梁跨中受弯承载力不足,碳纤维加固补强板,空调机房单跨梁,碳纤维加固补强板商家,除跨中抗弯承载力集中放置,顶板抗弯承载力也不足,均需进行加固。由于结构加固完成后尚需进行整体装修改造,工期要求很紧。业主对建筑物的有效使用空间、施工的影响面、加固材料的耐久性及外观等均有较高的要求,综合比较多种加固方案,各方均认为采用粘贴碳纤维布加固方法最为适宜。

1) 加固方案:加固材料采用日本进口的 FTS - Cl - 30 型碳纤维布及配套胶种,包括底层胶、不平整修补材料及粘贴树脂。

2) 梁的加固:梁跨度 9m ,碳纤维加固补强板价格,截面 b × h= 30 0 ㎜× 95 0 ㎜ ,其中 20 根梁跨中抗弯强度不足, 5 根梁抗剪强度略有不足。根据计算分析,梁加固方案分为两类:

a) LG - 1 ,梁受弯承载力需提高 5 %,沿梁底面通长粘贴一层宽 250mm 的碳纤维布;

b) LG - 2 ,梁受弯承载力需提高 23 %,沿梁底通长粘贴两层宽 300mm 的碳纤维布,梁端 150 0 ㎜ 区域及次梁两侧粘贴 U 形碳纤维布箍进行抗剪加固, U 形箍两端外贴 20 0 ㎜ 宽压条进行锚固。



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