必贏3003no1線路檢測(cè)中心必贏3003no1線路檢測(cè)中心王俊教授團(tuán)隊(duì)在土木工程領(lǐng)域國(guó)際權(quán)威期刊《Thin-Walled Structures》（中科院一區(qū)TOP期刊，IF=6.4）發(fā)表題為“Transverse impact response of GFRP tubes filled with MWCNT-reinforced syntactic foam”的研究論文。該論文第一作者及通訊作者為王俊教授，2021級(jí)碩士研究生張丹楓為學(xué)生一作，共同作者還有2023屆碩士研究生張宇。
玻璃纖維復(fù)合材料（GFRP）在側(cè)向沖擊荷載作用下的吸能能力往往低于其軸向壓縮下的吸能能力。如何提升GFRP管的抗側(cè)向沖擊承載力及吸能能力，對(duì)于拓展GFRP管抗沖擊領(lǐng)域的應(yīng)用具有重大意義。為了提高薄壁GFRP管的剛度并改善填充泡沫的脆性，本課題提出帶肋增強(qiáng)GFRP管，并采用多壁碳納米管（MWCNTs）來(lái)增韌泡沫芯材，通過(guò)側(cè)向沖擊試驗(yàn)和理論研究探明復(fù)合管沖擊吸能機(jī)理，并提出復(fù)合管側(cè)向沖擊響應(yīng)理論預(yù)測(cè)方法。研究表明，MWCNTs嵌入樹(shù)脂基體中成為應(yīng)力傳遞和分布的橋梁，能顯著增強(qiáng)構(gòu)件的吸能能力。泡沫中加入1.2 wt.%的MWCNTs可將復(fù)合管的沖擊力峰值提高25％，吸能提高43％，而能量吸收率（吸收能量與沖擊能量之比）達(dá)到99%，輸入的沖擊能量幾乎完全被吸收。肋條的存在會(huì)增強(qiáng)管壁的局部剛度，提高GFRP空管的吸能能力，但對(duì)泡沫填充GFRP管的吸能提高不明顯。結(jié)合Micro-CT和掃描電鏡SEM觀測(cè)，從宏觀和微觀分別對(duì)復(fù)合管的沖擊破壞模式和吸能機(jī)理進(jìn)行了分析?；诎鍤だ碚?，建立了復(fù)合管吸能預(yù)測(cè)理論模型，可準(zhǔn)確評(píng)估每個(gè)組件和整體結(jié)構(gòu)的吸能。本文還開(kāi)發(fā)了從微觀到細(xì)觀和宏觀的多尺度有限元模型來(lái)模擬復(fù)合管的側(cè)向沖擊特性。
文章在線網(wǎng)址：https://doi.org/10.1016/j.tws.2024.111568。
作者：王?。粚徍耍簭垵?、方海
圖1 MWCNT增韌微珠泡沫填充GFRP管制作過(guò)程
(a) 未增韌復(fù)合管
(b) 增韌后的復(fù)合管
圖2 復(fù)合材料管沖擊后內(nèi)部損傷的Micro-CT表征
圖3 MWCNT增韌微珠泡沫多尺度建模過(guò)程