输电线路混杂纤维复合材料高温拉伸强度研究
《PVA纤维增韧水泥基复合材料制备及其高温力学性能研究》
《PVA纤维增韧水泥基复合材料制备及其高温力学性能研究》一、引言随着现代建筑技术的不断发展，对建筑材料性能的要求日益提高。
水泥基复合材料因其优异的物理力学性能和良好的耐久性，在建筑领域得到了广泛应用。
然而，传统的水泥基材料在受到冲击或震动时易产生裂纹，影响了其使用性能。
为了改善这一不足，研究人员开始探索将纤维加入到水泥基材料中，以提高其韧性和抗裂性能。
其中，PVA（聚乙烯醇）纤维因其优良的物理性能和与水泥基材料的良好相容性，成为了增强水泥基复合材料的重要选择。
本文旨在研究PVA纤维增韧水泥基复合材料的制备工艺及其在高温环境下的力学性能。
二、PVA纤维增韧水泥基复合材料的制备1. 材料选择制备PVA纤维增韧水泥基复合材料所需的主要材料包括水泥、PVA纤维、水和其他添加剂。
其中，PVA纤维的选择对于提高复合材料的性能至关重要。
应选择具有高强度、高韧性和良好亲水性的PVA纤维。
2. 制备工艺制备过程主要包括材料混合、搅拌、浇筑和养护等步骤。
首先，将水泥、PVA纤维、水和添加剂按照一定比例混合；然后，通过搅拌使各组分充分混合均匀；接着，将混合物浇筑到模具中，进行养护；最后，脱模并得到PVA纤维增韧水泥基复合材料。
三、高温力学性能研究1. 实验方法为了研究PVA纤维增韧水泥基复合材料在高温环境下的力学性能，采用高温炉对试样进行加热，并利用万能材料试验机进行力学性能测试。
通过改变加热温度和加热时间，探究不同条件下复合材料的力学性能变化。
2. 实验结果与分析（1）抗拉强度：随着温度的升高，PVA纤维增韧水泥基复合材料的抗拉强度呈现先增加后降低的趋势。
在较低温度下，PVA纤维能够有效地提高复合材料的抗拉强度；而在较高温度下，由于纤维与基体的热膨胀系数差异较大，导致复合材料内部产生较大的热应力，从而降低其抗拉强度。
（2）抗压强度：与抗拉强度类似，PVA纤维增韧水泥基复合材料的抗压强度在高温环境下也呈现先增加后降低的趋势。
浅析钢纤维混凝土高温后劈裂抗拉强度性能
浅析钢纤维混凝土高温后劈裂抗拉强度性能1 引言一般的混凝土结构所处的环境大部分都低于60℃，但为了保证结构物在意外火灾后的正常使用，结构设计中往往需要考虑必要的安全储备。
关于常温下钢纤维混凝土的力学变化规律，国内外学者已经做了系统的研究，但在温度高于100℃的高温环境下，钢纤维混凝土的力学性能规律如何变化还有待做进一步深入细致的研究调查。
常温下，对于钢纤维混凝土来说，其优点在于[1]钢纤维提高裂纹扩展区域韧性和应变能，并且钢纤维阻止宏观裂纹的扩展同时提高混凝土的韧性，但是高温下，混凝土结构内部形成不均匀的温度场，改变了其内力和变形状态，而且使材料本身的性能发生变化和蜕变，钢纤维是否也能和常温下一样，起到增韧和阻裂作用，因此，迫切需要对钢纤维混凝土的高温性能进行研究，以确保工程在高温下的安全可靠或对高温后钢纤维混凝土结构的损伤程度进行评估。
本文主要在钢纤维混凝土高温试验研究的基础上，探讨钢纤维混凝土不同钢纤维掺量混凝土试件劈裂抗拉强度值随温度的变化规律，为钢纤维混凝土构件和结构的抗火设计及火灾后处理提供试验依据。
2 试验概况2.1 实验目的本试验主要探讨高温后钢纤维混凝土的力学性能的变化规律，主要内容有：（1）不同的钢纤维掺量对钢纤维混凝土劈裂抗拉性能的影响；（2）不同受热温度对钢纤维混凝土劈裂抗拉性能的影响。
2.2 实验步骤本文采用钢纤维混凝土，加热到不同温度点后分别测定它们劈裂抗拉强度，具体实验步骤如下：（1）确定钢纤维混凝土最佳配合比；（2）准备原材料，确定试验所需试件尺寸及试件数量；（3）钢纤维混凝土试件搅拌成型及养护；（4）对钢纤维混凝土试件进行高温处理；（5）测定钢纤维混凝土试件的高温残余劈裂抗拉强度；（6）总结出高温下钢纤维混凝土残余劈裂抗拉强度的变化规律。
2.3原材料及配合比本试验所用水泥为42.5级普通硅酸盐水泥；粗骨料采用符合GB8076规定的5-20mm连续级配的碎石，碎石为石灰石岩；细骨料采用符合GB8076规定的中砂，细度模数大于2.6，级配连续；粉煤灰：Ⅱ级粉煤灰，；高效减水剂：河南银州新型建材出产的EAST-SAF-IV缓凝高效减水剂；水：自来水；钢纤维：Harex钢丝钢纤维，长度30mm，等效直径0.5mm，长径比60，密度7.8g/cm ，抗拉强度650-800 MP，弹性模量200 GP，本文对于钢纤维都设计了3种掺量分别为0%（CON）、0.5%（SF0.5）、1.0%（SF1.0），混凝土基体强度等级为C40。
针刺CC-SiC复合材料双轴失效机制及高温拉伸性能研究
针刺C/C-SiC复合材料双轴失效机制及高温拉伸性能研究针刺C/C-SiC复合材料具有高比强度、高比模量、优良的耐磨性、抗热震性和化学稳定性等优异的高温力学性能和抗烧蚀性能,已成为航空航天工业和国防领域的关键性基础材料。
针刺复合材料的预制体结构复杂,针刺部位的微观结构存在较大不确定性,给材料的力学建模和分析提出了挑战。
在高温及复杂载荷条件下,针刺C/C-SiC复合材料表现出复杂的失效机理及材料性能的温度相关性,因此需要建立针刺复合材料室温及高温条件下的失效判据,为针刺C/C-SiC复合材料结构设计和强度校核提供理论基础。
本论文针对针刺C/C-SiC复合材料开展了复杂载荷及高温实验,分析了材料宏观力学特征及失效机理,研究了材料性能温度相关性的微观结构作用机制,发展了材料室温及高温强度性能预报方法,结合材料复杂载荷破坏模式建立了材料室温及高温失效判据。
首先,对针刺预制体的微观纤维结构特征进行观测,对针刺C/C-SiC复合材料的成型工艺进行介绍,并分析了成型后的复合材料主要微观缺陷特征。
开展针刺C/C-SiC复合材料的基本力学实验和拉拉、拉压和压压复杂载荷实验,其中对室温复杂载荷试样进行设计,明确中心测量区域的应力计算方法,得到材料的宏观力学行为,并对试样的破坏形貌进行分析,确定不同载荷条件下材料的失效机制。
其次,结合材料微观结构特征及实验件尺寸,考虑针刺区域的分布状态,建立针刺C/C-SiC复合材料的计算模型。
基于对材料微细观结构的失效模式分析,选择合理的组分材料失效判据,并确定组分材料强度性能。
通过计算模型对针刺C/C-SiC复合材料在单轴和双轴拉伸载荷作用下的失效过程进行分析,预报结果与实验测试结果相符,并且分析了针刺分布对复合材料宏观力学性能离散性的影响。
然后,对针刺C/C-SiC复合材料开展高温拉伸实验,分析材料宏观拉伸性能随温度的变化规律,通过破坏模式分析确定材料失效模式随温度变化的微观结构作用机制。
220千伏输电线路碳纤维复合材料芯导线应用研究的开题报告
220千伏输电线路碳纤维复合材料芯导线应用研究的开题报告一、研究背景和意义随着电力行业的发展和发电量不断增加，高压输电线路建设成为保障电力供应和电网稳定运行的重要环节。
由于输电线路所承受的环境和工作条件比较苛刻，导致传统的输电线路构造受到限制，新增复杂的结构件占据大量空间，这在一定程度上阻碍了输电线路性能的进一步提升。
在这种情况下，利用先进材料来代替传统的材料逐渐得到了重视。
复合材料由于其优异的轻质、高强、高刚性、耐腐蚀等高级性能特点，成为当今世界上制造先进技术产品和高性能机器的重要材料。
利用复合材料开发出优异的输电线路材料已经成为研究的热点之一，碳纤维复合材料作为其中之一的重要组成部分，被广泛应用于高速列车、飞机和航天器等领域。
在传统的输电线路中，由于碳纤维复合材料的特殊性质，很少用于导线的制造，但跨越河流、湖泊等水域的输电线路建设，却迫切需要采用碳纤维复合材料芯导线，开展研究相当重要。
二、研究内容和方法本研究将以220千伏输电线路为对象，探讨碳纤维复合材料芯导线在输电线路中的应用，并比较其在性能、安全性等方面与传统材料所制造的导线的优缺点。
本研究还将探讨载流量和强风雪等极端工作条件下碳纤维复合材料芯导线的可靠性，以此为依据探讨碳纤维复合材料芯导线的实际应用情况。
本研究将通过实验方法研究220千伏输电线路碳纤维复合材料芯导线在极端工作条件下的力学性能（如拉伸强度、抗弯强度、弹性模量等）、导电性能以及耐腐蚀性等，通过对比实验结果，分析碳纤维复合材料芯导线在铜线和铝线所制造的导线中的性能优势，并结合实验结果探究其实际应用前景。
三、研究的意义和价值本研究将探讨碳纤维复合材料芯导线在输电线路中的应用，该研究不仅将探究碳纤维复合材料芯导线的性能优势，并为有效应对环境污染以及电力供应，提高电网稳定性提供了参考的设计思路。
该研究成果将为高压输电领域提供一条技术路线，同时也为复合材料产品在电力行业应用奠定了基础，促进了整个材料科学和工程的发展。
混纺丝的拉伸性能和弹性恢复率研究
混纺丝的拉伸性能和弹性恢复率研究引言：混纺丝是一种由两种或多种不同纤维混合而成的纤维，并且在纤维材料的选择、比例以及纺纱工艺等方面具有一定的灵活性与多样性。
对于混纺丝的拉伸性能和弹性恢复率的研究对于纤维材料的性能评价和应用具有重要意义。
本文将对混纺丝的拉伸性能和弹性恢复率进行研究和分析。
一、混纺丝的拉伸性能研究1.1 拉伸性能的定义拉伸性能是指纤维在拉伸过程中所表现出的力学性能，包括抗拉强度、断裂伸长率、断裂韧性等指标。
对于混纺丝的拉伸性能研究，主要关注其抗拉强度和伸长率等指标。
1.2 混纺丝的材料选择与比例混纺丝的材料选择与比例对其拉伸性能有着重要影响。
通过选择不同类型的纤维材料，并且合理调整比例，可以使混纺丝在拉伸过程中得到更好的力学性能表现。
1.3 混纺丝的纺纱工艺纺纱工艺对混纺丝的拉伸性能同样具有重要影响。
采用不同的纺纱工艺可以改变混纺丝的结构与形态，从而影响其拉伸性能。
例如，纺纱过程中的纤维配比、拉伸度、捻度等因素都会对混纺丝的拉伸性能产生影响。
1.4 混纺丝的力学性能测试方法针对混纺丝的拉伸性能研究，常用的测试方法包括拉伸试验、断裂伸长率测试、力学性能分析等。
通过这些测试方法可以获得混纺丝在不同应力下的性能表现，为混纺丝的力学性能评价提供依据。
二、混纺丝的弹性恢复率研究2.1 弹性恢复率的定义弹性恢复率是指纤维在受力拉伸后能够恢复原有长度的能力。
对于混纺丝的弹性恢复率研究，主要关注其回弹性能，即纤维在受力拉伸后能够恢复多少长度。
2.2 混纺丝结构对弹性恢复率的影响混纺丝的结构特征对其弹性恢复率具有重要影响。
结构紧密的混纺丝通常具有较好的回弹性能，而结构松散的混纺丝则回弹性能较差。
通过调整混纺丝的纺纱工艺和比例等因素，可以改变其结构特征，从而影响弹性恢复率。
2.3 弹性恢复率的测试方法常用的测试方法包括拉伸试验、绳结试验等。
通过这些测试方法可以评价混纺丝在受力后的恢复能力，为纤维材料的应用提供参考依据。
温度变化对复合材料双面搭接接头拉伸强度的影响分析
Ｎ ｎｉｇＵｎ ｅｓ ｙｏ Ａ ｒｎ ｕｉ ａ ｊ ｉ ｒｉ ｆ ｅｏ ａ ｔ ｓ＆Ａ ｔ ｎ ｕｉ ． ａ ｊ ｇ２ ０ １ ） ｎ ｖ ｔ ｃ ｓｒ ａ ｔ ｓ Ｎ ｎｉ １ ０ ６ ｏ ｃ ｎ
Ａ ｓｒｃ＝Ｏ ｅｆｒ ｏ ｏｎ ｃｉｎ ｎｃｍｐ ｓ ｅ ｉ ｕｓｄ ｉ ｔｉ ｐ ｐｒＴ ｅｆ ｉ ｌ ｎ ｄ ｌ ｆ ｏ ｂｅｌ ｉ ｓｗａ ｂ ｔ ｔ ｎ ｍ ｆｃｎ ｅｔ ｓｉ ｏ ｏｉ ｓｉ ｄｓ ｓｅ ｓ ａｅ． ｈ ｎｔ ｅｅ ｔ ａ ｏ ｏ ｔ ｓ ｃ ｎｈ ｉ ｅ ｍｅ ｍｏ ｅ ｕ ｌ ａ ｊｎ ｓ ｏｄ ｐ ｏ ｔ
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余青 ： 变对合料面接头伸度影分 小，温 化复材双搭接拉强的响析 等度
中图分 类号：Ｑ１ １ ７７７ Ｔ ７ ． ．７ ７ 文献标识码 ： Ａ
Ｆｉｇｌａｓｓ 一
应 用 开 发
温度变化对复合材料双面搭接接头拉伸强度的影响分析
余小 青 ，周光 明
（ 南京航 空航 天大学飞行器结构 力学 与控制教育部重点实验室 ，南京 ２ ０ １ ） １０ ６
生在连 接部位 。 由此不 难看 出，复合材料 的连接 工
艺技术 是复合材 料应用 中重要 的组成部分 。对连接
基金资助 ：国家 自然科学基 金资助 （０ ７ ０ ９ １７２７） 收稿 日期 ：２ １— ２ ２ ０ ０ １— ０ 修 回 日期：２ １ ４ ２ ０ 卜Ｏ — ９
《超高温氧化环境下纤维复合材料拉伸强度试验方法》国家标准编制组成立
《超高温氧化环境下纤维复合材料拉伸强度试验方法》国家标
准编制组成立
佚名
【期刊名称】《中国建材科技》
【年(卷),期】2015(0)6
【摘要】2015年12月4日,CTC中央研究院承担的《超高温氧化环境下纤维复合材料拉伸强度试验方法》国家标准编制组成立并召开第一次启动工作会议。
中国硅酸盐学会测试技术分会、北京材料分析测试服务联盟和首都科技条件平台中国建材总院研发实验服务基地给予了大力支持。
CTC首席科学家、中国硅酸盐学会测试技术分会包亦望教授、中国建材联合会标准质量部处长周丽玮教授、全国纤维增强塑料标准化技术委员会秘书长胡中永教授等多家高校、研究所和企业单位的科研工作者参加了本次启动会。
【总页数】1页(P121-121)
【关键词】材料拉伸强度;纤维复合;氧化环境;试验方法;中国硅酸盐学会;中国建材;编制组;材料分析;测试服务;测试技术
【正文语种】中文
【中图分类】TQ342.94
【相关文献】
1.湿热环境下碳纤维复合材料斜面胶接件拉伸试验研究 [J], 刘淑峰;张骞;程小全;李伟东;包建文
2.基于纤维束/环氧树脂复合材料试验的单向层合板横向拉伸强度预测方法 [J], 李稳;陈蔚;汤立群;蒋震宇;刘泽佳;刘逸平
3.氧化铝短纤维增强铝合金复合材料的高温拉伸强度 [J], 周彼德;刘政
4.不同纤维束下SiC陶瓷基复合材料拉伸强度及拉伸行为研究 [J], 孟志新; 常柯; 郭旭; 周影影; 张毅; 赵东林
5.不同纤维束下SiC陶瓷基复合材料拉伸强度及拉伸行为研究 [J], 孟志新; 常柯; 郭旭; 周影影; 张毅; 赵东林
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混杂碳／碳复合材料超高温拉伸断裂模式
（ 哈尔滨工业 大学复台 材料 研究所 。黑龙江 哈尔滨， ５０ １ １０ ０ ）
摘要 ： 通过 电子扫描电镜 （ Ｅ 研 究了混杂碳／ Ｓ Ｍ） 碳复台材料 的组分微结构形态 、 内部微缺陷产生的原因 以及随温
度 升高 的演 化规律 ， 结台超高温拉 伸试 件断 口的形 貌 分析 ， 示了超 高温 条件下 混杂 碳／ 揭 碳复合 材料 的断 裂机 理 。在 温度和载荷 载的作用下， 基体 内的孔漏和微裂 纹逐渐融合 、 扩展、 长大， 纤维／ 基体界 面结合减弱 、 脱开 。 形
材 料 中广 泛分 布 着孔 洞 、 纹 以及 杂 质 等缺 裂
陷 （ 图 １所示 ） 如 。尤 其是 不 同取 向的碳 纤维 束和
混 杂碳／ 复 合 材 料 内部 纤 维包 括 碳纤 维 束 碳 和 ＭＣ纤维 。碳 纤维束 内部每 根碳纤 维之 间 不密
实， 存在 缝 隙， 维 的取 向 也 不完 全 一 致 。 图 ２ 纤 ａ
碳 ／ 复 合材 料是 以碳纤 维作 为增 强相 ， 碳 以沉 积 碳 和／ 浸 溃碳 作 为基体 的复 合材 料， 有 耐高 或 具 温、 尺寸 稳定 及可 设计性 强 等优 异性 能 。混 杂碳 ／ 碳 复合 材 料是 在碳／ 复合 材 料 中混入 金属 纤 维， 碳 改 善 了材 料 的烧 蚀性 能 、 热 冲击性 能 、 粒 子侵 抗 抗 蚀 性能 ， 航空 、 在 航天及 宇 宙 空间开发 等 高技 术领 域 有重要 的应 用背景 。 复合 材 料 的性 能 与其 内部结构 有 着 密切 的联 系 ， 因而 利 用 各种 观 察 手 段研 究材 料 内部 的微 观 结 构， 为 复合 材 料 研 究 成 的一个 重要 组成 部分 。 本文利 用宏 、 微观 观 测 手段 ， 究 了 混 杂碳 ／ 复 合 材料 的增 强 相 、 体 研 碳 基
碳纤维复合芯铝导线高温拉断力探讨
碳 纤 维 复合 芯 铝导 线 因其 特 殊 的 结 构 及 组合 方 式 ，具 有 以下 优点 ： （ ） 同样 直 径 的钢 芯 铝 导 线 （ Ｃ Ｒ 相 １和 ＡＳ ）
流 量测试 、电晕 及无线 电 干扰等 ８ 项试 验 。 针对 Ａ Ｃ Ｃ Ｃ导线 特 殊 的耐 高 温应 用性 能 ， 为 确 保 输 电线 路 的安 全 可靠 运 行 ，对 浙 江 宁
（ ） 效 解 决 导 线 弧 垂 问 题 ，使 输 电线 路 ２有
铝绞线 有更 多 的优势 ，以下 对 Ａ Ｃ Ｃ Ｃ的高 温拉 断力进 行试 验分 析并 提 出验 收标 准建 议 。
运行 更 安全 可靠 。 （ ） 以在更 高 的温 度 下 工作 ，最 高可 达 ３可
２０ 。 ０ ℃
能。
注 ： 断裂 处 均 在 试 样 中 部 的 导 线 上 。
将 ＡＣ Ｃ Ｃ导线 与 配套 的耐 张线 夹 连 接成 组
２ 拉 断 力 试 验
２ １ 常 温 拉 断 力 ．
合 体试 样各 ２ ，且 耐 张线 夹 之 间导 线 的长度 组 不 小 于导线 直径 的 １０ ，将 试样 安 装 在卧 式 ０倍 拉 力 机 上 ， 当施 加 的初 张 力 达 到 导 线 计 算 拉 断 力 的 １ ％ ～１ ％ 时 ，在 耐 张 线 夹 出 口处 的 ７ ８
包覆 制成 的复合 芯 ，外层 由一 系列呈 梯形 截 面 的软铝线绞合 而成 ，其结构如 图 １ 所示 。
的 试 验 项 目 ，依 据 Ｇ ／ ０４ Ｂ Ｔ ２ １１—２ ０／ Ｅ ０ ６ ＩＣ ６ ２９ ２０ 《 线 同 心 绞 架 空 导 线 》 等 技 术 ２ １ ：０ ２ 型 标 准 ，Ａ Ｃ Ｃ Ｃ制 造 方 应 完 成 的 产 品 型 式 试 验 为 ：铝 单 线 的 接 头 试 验 、导 线 应 力 一应 变 试 验 、导 线 拉 断 力 试 验 和 导 线 蠕 变 试 验 等 ４ 项 ；抽 样 试 验 为 ：导 线 截 面 积 、直 径 、线 密
解读ACCC碳纤维复合导线
解读ACCC碳纤维复合导线一：什么是ACCC碳纤维复合导线ACCC碳纤维复合导线是用碳纤维材料开发的新型导线。
具有耐高温、大容量、低弧垂、低能耗、重量轻、寿命长等显著特点，是目前世界上唯一能替代传统的钢芯铝绞线、铝合金导线、铝包钢导线和殷钢导线的并投入商业运行的产品，具有节能、安全、环保、经济等诸多优点。
据测算，全国每使用该导线替代铝导线使用量达200万吨，就能节约100万吨铝材。
此复合导线是惟一能取代传统钢芯铝绞线、并投入商业运行的产品,可提高传输容量一倍以上,减少20%的杆塔数。
ACCC碳纤维复合导线与传统导线相比具有重量轻、强度大、低线损、弛度小、耐高温、耐腐蚀、与环境亲和等优点，实现了电力传输的节能、环保与安全。
ACCC碳纤维复合芯导线系列主要优点是：1.强度为普通导线的2倍。
普通钢丝的抗拉强度为1240Mpa-1410Mpa，而ACCC导线的碳纤维混合固化芯棒，是前者的两倍。
2.导电率高，节能6%。
由于ACCC导线不存在钢丝材料引起的磁损和热效应，而且在输送相同负荷的条件下，具有更低的运行温度，可以减少输电损失约6%。
3.低弧垂，降低2倍以上垂度。
ACCC导线与ACSR导线相比具有显著的低弛度特性，在高温条件下弧垂不到钢芯铝绞线的1/2，能有效减少架空线的绝缘空间走廊，提高了导线运行的安全性和可靠性。
4.重量轻10-20%。
碳纤维复合芯导线的比重约为钢的1/4，在相同的外径下,ACCC的铝截面积为常规ACSR导线的1.29倍。
ACCC导线单位长度重量比常规ACSR导线轻10-20%，显示了ACCC导线重量轻的优点。
5、耐腐蚀，使用寿命高于普通导线的2倍。
碳纤维复合材料与环境亲和，同时避免了导体在通电时铝线与镀锌钢线之间的电化腐蚀问题，有效地延缓导线的老化，使用寿命高于普通导线的2倍。
6、同样容量线路投资成本低于普通导线。
由于ACCC碳纤维复合导线倍容量运行，而且抗拉强度高、弛度小、重量轻等特点，可使杆、塔之间的跨距增大，高度降低，同样容量线路成本比普通导线低。
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输电线路混杂纤维复合材料高温拉伸强度研究
发表时间：
2019-06-19T17:05:12.837Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年3期 作者： 周丛永
[导读] 随着我国国民经济的迅速发展，我国国民对于生活质量的要求也是愈来愈高，而电力则是人民生活当中必不可少的需求之一
浙江盛达铁塔有限公司
浙江省杭州市 311232
摘要：随着我国国民经济的迅速发展，我国国民对于生活质量的要求也是愈来愈高，而电力则是人民生活当中必不可少的需求之一，
并且近年来愈来愈多的家电产品涌入国民家庭当中，而汽车在将来也是有趋于电气化的趋势，故而近年来不仅仅是我国国民用电量激增，
我国的工业用电量以及市政工程的用电量都是处于激增的状态，这种全面激增的用电量不仅仅对发电基站提出了更高的要求，也对电力的
输送问题提供了巨大的挑战，在该篇文章当中将对输送电力的线路材料进行探究，注重于电力输送线路材料的高温以及拉伸强度进行探
究。
关键词：输电线路；混杂纤维复合材料；高温拉伸强度；电力输送
时下，在我国的电力输送行业，混杂纤维复合材料大都被用在电力的增容以及线路的改造等方面。根据不完全统计显示，目前在全国
的应用范围内已经有数条混杂纤维复合材料的电缆出现了断裂的现象，并且在大功率高电压的输电线路当中，高热可能会导致更多的输电
线缆出现断裂的发生。故而，对于输电线缆的混杂纤维复合材料性能的研究就是非常必要的了。与一般的单纯的纤维复合材料相比，这种
复合材料拥有更加优良的耐压性能以及更加强大的综合力学性能，故而更适合用于输电线路当中的加强芯。不过由于这种复合材料的影响
因素过于繁杂，其问题的因素更为繁杂，匮乏混杂纤维复合材料的高温拉伸强度更加精确的研究。在该篇文章当中将对混杂纤维复合材料
高温拉伸强度的影响因素以及其损坏的原理做出了探究。
1.
混杂纤维复合材料的组成及其制作工艺
这种输电线路的混杂纤维复合材料的制作是利用当代连续拉挤制备工艺实现的，在混杂纤维的最外面的那一层的材料是两只玻璃纤维
制成的编织带，在混杂纤维复合材料的中央的材料是以玻璃纤维以及碳纤维做为一定比例制成的。将纤维放在纤维的纱架子上面，向一个
方向进行集束处理，然后将其浸泡在树脂胶液当中，再利用拥有三段式加热功能的钢制模具将其加固处理，而后再利用拥有两段式加热功
能的加热炉将其进行固化处理，最后再将其进行收卷。但是对于不同层位的材料的处理温度并不相同，例如说摸具一区到三区的温度分别
是：一百五十度到一百九十度、一百六十度到二百度、二百度到二百三十度；而后固化一区的温度以及二区的温度分别是一百六十度到二
百度、二百度到二百三十度。
2.
混杂纤维复合材料的高温拉伸试验
这一试验在我国某地区的电缆研究所的200KN的高低温材料实验设备上开展，在实验过程当中材料的拉伸速度保持在二毫米每分钟，
截取混杂纤维复合材料为五百二十五毫米的长度进行试验。把进行实验的材料放置在一百二十度的烘烤箱内进行放置四百小时，而后在高
温实验的机器内放置一小时之后再在高温的试验场景下进行拉伸强度试验。
经过试验后发现，位于最外侧的玻璃纤维质地的材料部分断裂，实验的结果证明这种拉伸强度并没有达到玻璃纤维材料的极限。但是
位于中间的碳纤维均发生断裂，这就说明位于中间的碳纤维材料受到的载荷比较大。造成这一现象的主要原因就是因为混杂纤维复合材料
的力学受载能力主要靠纤维以及树脂之间紧密连接的程度来实现的，在混杂纤维复合材料长时间在一百二十摄氏度的环境下，树脂的材料
会发生软化，故而其强度就会下降，进而就会影响其与纤维的廉洁程度，最后使得载荷的传递受限，这就使得碳纤维的荷载远远大于玻璃
纤维的荷载。
在实验的过程当中还发现，在混杂纤维复合材料发生断裂的瞬间，实验目标会发出巨大声响并有粉末状的烟雾出现。不过在混杂纤维
复合材料发生断裂之前并没有明显的征象，这就说明混杂纤维复合材料并不存在明显的屈服极限。这是因为混杂纤维复合材料的受力方向
与树脂中玻璃纤维的微观分子的排列方向相同，在荷载不断增大的情况下，纤维会发生断裂，故而载荷能力较小的树脂也会发生断裂。
3.
混杂纤维复合材料高温拉伸损坏的有限元分析
对于实验来说始终是有一部分是无法用人眼识别的，在这一部分当中我们将用有限元件对其进行模拟，在软件当中我们建立起四种不
同的单元，其中包括：玻璃纤维层、碳纤维层、玻璃纤维编织带层以及树脂层，建立这种与本文章研究一直的混杂纤维复合材料相似的力
学模型，把立体直径只有微米级别的碳纤维与玻璃纤维的融合层编织成大直径的纤维线束模型，在模型的最外面的那一层覆盖上玻璃纤维
的编织带。
把建立的复合材料进行结构层面的分区划线，这样就能够使得其保证结构的整齐性，在模拟的高温场景下，纤维的初始应力的结构发
生的变化基本可以忽略不变，与此同时树脂的基体会发生比较强烈的软化，这个时候就可以将树脂的抗拉能力就可以忽略不计。将建立起
来的复合模型进行拉力试验，将其用力拉直，直到发生损坏断裂，经过计算可以发现，伴随着复合材料所承受载荷的不断增大，当碳纤维
发生断裂的时候，其余的结构材料就无法承受此时如此大的拉力，继而其余的材料也会随之发生断裂。经试验数据分析发现在复合材料的
拉力增加到两千五百兆帕的时候，复合材料就会发生崩坏。这个时候，碳纤维的拉力极限值就是四千九百兆帕，但是玻璃纤维的极限拉力
值就是两千零十四兆帕，而玻璃纤维编织带所能达到的极限拉力值是一千五百兆帕，可见玻璃纤维编织带以及玻璃纤维均未达到其极限的
破坏数值。
4.
混杂纤维复合材料的高温拉伸预测
将复合材料进行实验所得到的数据参数带入到相应的计算公式当中，最终能够得到相应的预测值，然后把五个组成混杂纤维复合材料
的纤维材料数据结果进行对比发现，拉伸的强度预测值与实际值的最大误差能够达到百分之二点六八，这一数据就说明了建立起的这一模
型的精确度还是比较高的。然后再把各个配比的复合材料的数值写入预测软件当中进行实验，并将预测值和实际的拉伸测量数值进行比
较，得到的结果如下列表一所示。
表1
在表一当中可以发现，复合材料的高温拉伸的强度预测实验所得到的数值的相对误差为百分之一点二六到百分之七点九二之间，这就
说明经过这一软件所测得的数据精确度还是比较高的。
5.
结论
1
）对混杂纤维复合材料所进行的高温拉伸预测实验的结果表明：位于混杂纤维复合材料最外层的玻璃纤维层以及玻璃纤维编织带层均
没有完全断裂，这一实验结果表明在实验当中并没有达到这两种材料的极限应力。而位于混杂纤维复合材料内层的碳纤维均完全断裂，这
就说明这一部分材料承担了较多的应力。
2
）而经过有限元软件的分析数据结果表明，伴随着荷载的不断增加，碳纤维均最先出现断裂损坏，而后其余的树脂以及玻璃纤维和玻
璃纤维编织带等均发生断裂损坏，最后经过计算得出碳纤维以及玻璃纤维和玻璃纤维编织带对于复合材料高温拉伸强度的影响程度。
3
）经过上述的混杂纤维复合材料高温拉伸试验以及有限元软件的分析建立起了混杂纤维复合材料高温拉伸强度预测的模型，软件预测
的数值与实验的数据结果能够较好的吻合，其精确度能够达到百分之九十二以上。
6.
结语
在该篇文章当中进行了混杂纤维复合材料的高温拉伸试验以及有限元软件建立起复合材料模型分析得到了最后的分析结果，以期能够
给我国输电行业的发展提供新鲜血液。
参考文献
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