玻纤增强复合材料阶梯式层板的力学特性表征：刚度、强度与失效机制研究

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本研究系统调查了FRP桥梁中常用的阶梯式层板的力学性能，这是一类目前缺乏实验文献的全新复合材料。首先对从桥面板翼缘提取的层板进行了显微观察，揭示了复杂的多层结构和桥面板横向的阶梯式层板特征。随后制备了横向（弱方向）和纵向（强方向）跨度方向的阶梯式层板，探究了不同堆积角对刚度和强度特性的影响。研究表明，两个方向的刚度随堆积角增加而略微降低，最大降幅仅为10%；而失效强度显著降低，特别是纵向阶梯式层板，在2°堆积角时强度下降约70%。横向阶梯式层板由于存在部分90°层的作用，强度降低相对温和，约为45%。考虑到刚度降幅较小，且许多工程应用中设计主要受使用性能（刚度）而非强度控制，这种强度降低可能是可接受的，尤其是考虑到该设计概念的其他优势。此外，本研究深入阐明了失效机制，强调了层板组装在应力分布中的作用，突出了逐步层端设计在降低应变集中中的重要性。这些发现为优化结构应用中的阶梯式层板提供了有价值的见解，确保其有效可靠的应用。

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