930 resultados para CFRP bars


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The use of hybrid materials including carbon fiber reinforced plastics (CFRPs) and lightweight metals such as titanium are increasing particularly in aerospace applications. Multi-material stacks require a number of holes for the assembly purposes. In this research, drilling trials have been carried out in CFRP, Ti-6Al-4V and CFRP/Ti-6Al-4V stack workpieces using AlTiN coated tungsten carbide drill bit. The effects of process parameters have been investigated. The thrust force, torque, burr formation, delamination, surface roughness and tool wear have been analyzed at various processing condition. The experimental results have shown that the thrust force, torque, burr formation and the average surface roughness increase with the increased feed rate and decrease with the increased cutting speed in drilling of Ti-6Al-4V. In drilling CFRP, delamination and the average surface roughness has similar tendency with the cutting parameters however thrust force and torque rises with the increased cutting speed. The results showed that after making 15 holes in CFRP/Ti-6Al-4V stack, measured thrust forces were increased by 20% in CFRP and by 45% in Ti-6Al-4V. Delamination was found to be much smaller in drilling of CFRP in stack from compared to drilling single CFRP. Tool life was significantly shortened in drilling of stack due to the combination of the wear mechanisms.

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Features of chip formation can inform the mechanism of a machining process. In this paper, a series of orthogonal cutting experiments were carried out on unidirectional carbon fiber reinforced polymer (UD-CFRP) under cutting speed of 0.5 m/min. The specially designed orthogonal cutting tools and high-speed camera were used in this paper. Two main factors are found to influence the chip morphology, namely the depth of cut (DOC) and the fiber orientation (angle ), and the latter of which plays a more dominant role. Based on the investigation of chip formation, a new approach is proposed for predicting fracture toughness of the newly machined surface and the total energy consumption during CFRP orthogonal cutting is introduced as a function of the surface energy of machined surface, the energy consumed to overcome friction, and the energy for chip fracture. The results show that the proportion of energy spent on tool-chip friction is the greatest, and the proportions of energy spent on creating new surface decrease with the increasing of fiber angle.

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This paper presents an experimental study evaluating the effectiveness of the Near Surface Mounted (NSM) technique with innovative manually made FRP bars (MMFRP) for shear strengthening of RC beams. RC beams designed to fail in shear were tested in three-point bending. To delay the onset of MMFRP bar debonding, a new anchorage is also developed and tested. This paper reports the results of a series of tests on simply supported rectangular RC beams, strengthened in shear with MMFRP bar either with or without the proposed anchorage. The load-deflection responses of all test beams are plotted, in addition to selected strain results. Performance and the failure modes of the test beams are presented and discussed in this paper. The proposed MMFRP bars and end anchorage enhanced the shear capacity between 25 to 48% over the control specimen. Furthermore, the adoption of the proposed end anchorage of MMFRP bars significantly enhanced the ductility of the test specimens.

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As the relative performance of alkali activated slag (AAS) concretes in comparison to Portland cement (PC) counterparts for chloride transport and resulting corrosion of steel bars is not clear, an investigation was carried out and the results are reported in this paper. The effect of alkali concentration and modulus of sodium silicate solution used in AAS was studied. Chloride transport and corrosion properties were assessed with the help of electrical resistivity, non-steady state chloride diffusivity, onset of corrosion, rate of corrosion and pore solution chemistry. It was found that: (i) although chloride content at surface was higher for the AAS concretes, they had lower chloride diffusivity than PC concrete; (ii) pore structure, ionic exchange and interaction effect of hydrates strongly influenced the chloride transport in the AAS concretes; (iii) steel corrosion resistance of the AAS concretes was comparable to that of PC concrete under intermittent chloride ponding regime, with the exception of 6% Na2O and Ms of 1.5; (iv) the corrosion behaviour of the AAS concretes was significantly influenced by ionic exchange, carbonation and sulphide concentration; (v) the increase of alkali concentration of the activator generally increased the resistance of AAS concretes to chloride transport and reduced its resulting corrosion, and a value of 1.5 was found to be an optimum modulus for the activator for improving the chloride transport and the corrosion resistance.

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The studies on chloride induced corrosion of steel bars in alkali activated slag (AAS) concretes are scarcely reported in the past. In order to make this issue clearer and compare the corrosion performance of AAS with Portland cement (PC) counterpart, an investigation was carried out and the results are reported in this paper. Corrosion properties were assessed with the help of rate of corrosion, electrical resistivity and pore solution chemistry. It was found that: (i) steel corrosion resistance of the AAS concretes was comparable or in some cases even worse than that of Portland cement (PC) concrete under intermittent chloride ponding regime; (ii) the corrosion behaviour of the AAS concretes was significantly influenced by ionic exchange, carbonation and sulphide concentration; (iii) the increase of alkali concentration of the activator generally reduced chloride resulting corrosion, and a value of 1.5 was found to be an optimum modulus for the activator for improving the corrosion resistance.

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O comportamento cíclico das estruturas de betão armado é fortemente condicionado pelo mecanismo de aderência entre o betão e o aço. O escorregamento relativo entre os dois materiais, resultante da degradação progressiva da aderência em elementos solicitados por ações cíclicas, é uma causa frequente de danos graves e até do colapso de estruturas devido à ocorrência de sismos. Entre as estruturas existentes de betão armado que foram dimensionadas e construídas antes da entrada em vigor dos regulamentos sísmicos atuais, muitas foram construídas com armadura lisa, e portanto, possuem fracas propriedades de aderência. A informação disponível na literatura sobre o comportamento cíclico de elementos estruturais de betão armado com armadura lisa é reduzida e a influência das propriedades da aderência associadas a este tipo de armadura no comportamento cíclico das estruturas existentes não se encontra ainda devidamente estudada. O objectivo principal desta tese foi estudar a influência do escorregamento na resposta cíclica de elementos estruturais de betão armado com armadura lisa. Foram realizados ensaios cíclicos em elementos do tipo nó viga-pilar, construídos à escala real, representativos de ligações interiores em edifícios existentes sem pormenorização específica para resistir às ações sísmicas. Para comparação, foi realizado o ensaio de um nó construído com armadura nervurada. Foi ainda realizado o ensaio cíclico de uma viga de betão armado recolhida de uma estrutura antiga. Foram elaborados modelos numéricos não-lineares para simular a resposta dos elementos ensaiados, concentrando especial atenção no mecanismo do escorregamento. Os resultados obtidos no âmbito desta tese contribuem para o avanço do conhecimento sobre o comportamento cíclico de elementos estruturais de betão armado com armadura lisa. As análises numéricas realizadas comprovam a necessidade de incluir os efeitos do escorregamento na modelação numérica deste tipo de estruturas de forma a representar com rigor a sua resposta às ações cíclicas.

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Sismos recentes comprovam a elevada vulnerabilidade dos edifícios existentes de betão armado. A resposta das estruturas aos sismos é fortemente condicionada pelas características da aderência aço-betão, que exibe degradação das propriedades iniciais quando sujeitas a carregamentos cíclicos e alternados. Este fenómeno é ainda mais gravoso para elementos com armadura lisa, predominantes na maioria das estruturas construídas até à década de 70 nos países do sul da Europa. A prática corrente de conceção, dimensionamento e pormenorização das estruturas antigas leva a que tenham características de comportamento e níveis de segurança associados não compatíveis com as exigências atuais. Os estudos realizados sobre o comportamento cíclico de elementos estruturais de betão armado com armadura lisa são ainda insuficientes para a completa caracterização deste tipo de elementos. Esta tese visou a caraterização da relação tensão de aderência versus escorregamento para elementos estruturais com armadura lisa e o estudo da resposta cíclica de pilares e nós viga-pilar de betão armado com armadura lisa. Foram realizados dez séries de ensaios de arrancamento (nove monotónicos e um cíclico) em provetes com varões lisos. Os resultados destes ensaios permitiram propor novas expressões empíricas para a estimativa dos parâmetros usados num modelo disponível na literatura para representação da relação tensão de aderência versus escorregamento. É ainda proposto um novo modelo monotónico para a relação tensão de aderência versus escorregamento que representa melhor a resposta após a resistência máxima de aderência. Uma campanha de ensaios unidirecionais em pilares e nós viga-pilar foi também realizada com o objetivo principal de caracterizar o comportamento cíclico deste tipo de elementos. No total foram realizados oito ensaios em pilares, sete ensaios em nós viga-pilar interiores e seis ensaios em nós viga-pilar exteriores representativos de estruturas antigas de betão armado com armadura lisa. Os resultados experimentais permitiram avaliar a influência do escorregamento e estudar o mecanismo de corte em nós e a evolução dos danos para elementos com armadura lisa. Com base nos resultados experimentais foi proposta uma adaptação na expressão do Eurocódigo 8-3 para o cálculo da capacidade última de rotação de elementos com armadura lisa. Foi também desenvolvido um estudo paramétrico, com diferentes estratégias de modelação não linear, para a simulação da resposta de pilares considerando o escorregamento da armadura lisa. Por último, foi proposto um novo modelo simplificado trilinear para o aço que contempla o efeito do escorregamento da armadura lisa.

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This article examines the effectiveness of two innovative retrofitting solutions at enhancing the seismic behaviour of a substandard reinforced concrete building tested on a shake table as part of the Pan-European funded project BANDIT. To simulate typical substandard construction, the reinforcement of columns and beam-column joints of the full-scale structure had inadequate detailing. An initial series of shake table tests were carried out to assess the seismic behaviour of the bare building and the effectiveness of a first retrofitting intervention using Post-Tensioned Metal Straps. After these tests, columns and joints were repaired and subsequently retrofitted using a retrofitting solution consisting of Carbon Fibre Reinforced Polymers and Post-Tensioned Metal Straps applied on opposite frames of the building. The building was then subjected to unidirectional and three-dimensional incremental seismic excitations to assess the effectiveness of the two retrofitting solutions at improving the global and local building performance. The article provides details of the above shake table testing programme and retrofitting solutions, and discusses the test results in terms of the observed damage, global damage indexes, performance levels and local strains. It is shown that whilst the original bare building was significantly damaged at a peak ground acceleration (PGA) of 0.15g, the retrofitted building resisted severe threedimensional shake table tests up to PGA=0.60g without failure. Moreover, the retrofitting intervention enhanced the interstorey drift ratio capacity of the 1st and 2nd floors by 160% and 110%, respectively. Therefore, the proposed dual retrofitting system is proven to be very effective for improving the seismic performance of substandard buildings.