[发明专利]一种可替代钢制材料的延性混杂纤维增强聚合物杆材的设计方法

权利要求书

1.一种可替代钢制材料的延性混杂纤维增强聚合物杆材的设计方法，其特征在于，所述延性混杂纤维增强聚合物杆材为两种连续纤维混杂的增强聚合物杆材或三种连续纤维混杂的增强聚合物杆材；

所述两种连续纤维混杂的增强聚合物杆材满足以下条件：

所述三种连续纤维混杂的增强聚合物杆材满足以下条件：

式中，V_L为低伸长率纤维的体积率；

E_L为低伸长率纤维的弹性模量，GPa；

ε_L为低伸长率纤维的极限伸长率；

V_M为中等伸长率纤维的体积率；

E_M为中等伸长率纤维的弹性模量，GPa；

ε_M为中等伸长率纤维的极限伸长率；

V_H为高伸长率纤维的体积率；

E_H为高伸长率纤维的弹性模量，GPa；

ε_H为高伸长率纤维的极限伸长率。

2.根据权利要求1所述的一种可替代钢制材料的延性混杂纤维增强聚合物杆材的设计方法，其特征在于，所述延性混杂纤维增强聚合物杆的性能评价指标包括混杂效应、应力降低率、屈峰比和延性应变。

3.根据权利要求2所述的一种可替代钢制材料的延性混杂纤维增强聚合物杆材的设计方法，其特征在于，所述混杂效应HE的计算模型如下：

式中：ε_HL为低伸长率纤维断裂时混杂纤维增强聚合物杆的伸长率；

ε_L为低伸长率纤维单独增强纤维增强聚合物杆在极限破坏时的伸长率。

4.根据权利要求2所述的一种可替代钢制材料的延性混杂纤维增强聚合物杆材的设计方法，其特征在于，所述应力降低率SDR的计算模型如下：

式中：σ_Y为混杂纤维增强聚合物杆的屈服强度，MPa；

σ_PY为混杂纤维增强聚合物杆的屈服后的强度，MPa。

5.根据权利要求2所述的一种可替代钢制材料的延性混杂纤维增强聚合物杆材的设计方法，其特征在于，所述屈峰比RYP的计算模型如下：

式中：σ_Y为混杂纤维增强聚合物杆的屈服强度，MPa；

σ_P为混杂纤维增强聚合物杆的峰值强度，MPa。

6.根据权利要求2所述的一种可替代钢制材料的延性混杂纤维增强聚合物杆材的设计方法，其特征在于，所述延性应变DS的计算模型如下：

DS＝ε_PS-ε'，

式中：ε_PS为混杂纤维增强聚合物杆峰值强度对应的应变；

ε'为初始线弹性段延长线与峰值强度交点处所对应的应变。