基于細觀結構的碳纖維水泥基復合材料力學性能研究.pdf

1、在水泥砂漿中摻入短切碳纖維，可以增強材料的韌性以及改善材料的力學性能。目前關于碳纖維水泥砂漿復合材料(CFRC)力學性能的研究已有較多文獻，但大都采用實驗方法。本文基于碳纖維水泥砂漿的細觀組成結構，運用Eshebly等效夾雜原理和Mori-Tanaka方法，從理論上對CFRC的力學性能進行了研究，然后通過實驗獲得CFRC的實際參數值，將理論計算結果與實驗結果進行了對比分析，并對本文所采用的理論方法的可行性進行了討論。
　　本文所做

2、的工作以及取得的研究成果主要有:
　　(1)運用Eshebly等效夾雜原理和Mori-Tanaka方法，從細觀力學的角度研究了CFRC的力學性能，推導出CFRC力學參數表達式。根據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算得到不同碳纖維含量的CFRC的力學性能參數值，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)實驗制作碳纖維體積百分比分別為0.3％、0.6％、

3、0.9％的CFRC試樣。分別測量得到不同碳纖維體積百分比CFRC試樣的應力應變關系，測得其力學性能參數值，同時對CFRC的力學性能隨碳纖維體積百分比的變化規(guī)律進行分析。
　　(3)將CFRC的理論計算結果與實驗結果進行對比分析，結果表明:當碳纖維體積百分比較小時，理論計算結果與實驗結果之間的差異較小;隨著碳纖維含量的增大，理論計算結果與實驗結果之間的差別也會增大。因此，Mori-Tanaka方法適用于研究低碳纖維含量的CFRC的力