近日，由我國清華大學(xué)馮鵬教授提出的“ISO/NP23930纖維增強塑料——FRP拉擠型材全截面壓縮試驗”國際標(biāo)準(zhǔn)項目提案獲正式立項，這是復(fù)合材料領(lǐng)域第一個由我國提案并主導(dǎo)制訂的國際標(biāo)準(zhǔn)項目。該項目經(jīng)全國纖維增強塑料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（SAC/TC39）提議，由ISO/TC61/SC13國內(nèi)對口單位南京玻璃纖維研究設(shè)計院報請中國建筑材料聯(lián)合會和國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會同意，清華大學(xué)于2018年9月首次向國際標(biāo)準(zhǔn)化組織/增強纖維和復(fù)合材料技術(shù)委員會（ISO/TC61/SC13）申請立項，通過2018年日本埼玉會議初次提案、2019年中國成都會議工作報告的兩輪答辨以及ISO/TC61/SC13成員國投票，得到各成員國的支持，正式立項。馮鵬教授將擔(dān)任該項目的負責(zé)人，聯(lián)合德國、法國、意大利、韓國和捷克等國的專家共同完成該國際標(biāo)準(zhǔn)的制訂。
FRP拉擠型材是通過連續(xù)牽拉將纖維增強材料與熱固性樹脂基體從確定幾何形狀的加熱模具中擠出固化而成的制品，是制造復(fù)合材料構(gòu)配件和建造復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中的重要結(jié)構(gòu)類產(chǎn)品。這種連續(xù)的生產(chǎn)工藝采用縱向和橫向纖維增強，生產(chǎn)效率高、性能穩(wěn)定，為復(fù)合材料工程的設(shè)計和制造帶來了極大的便利和靈活性。
FRP拉擠型材設(shè)計承載能力由材料性能和截面幾何參數(shù)決定，通過這些參數(shù)的設(shè)計可以對耦合荷載作用下的構(gòu)件進行結(jié)構(gòu)和承載力設(shè)計。該測試方法目的是提出一種綜合反映拉擠型材截面性能的測試方法。由于FRP拉擠型材具有各向異性和非均勻性，纖維和樹脂在截面中的分布并不均勻，加上微孔隙、微裂縫等初始缺陷的影響，會使截面中各部分的材料力學(xué)性能存在差別。而常規(guī)的材性試驗無法考慮截面的不均勻性，無法對整個截面的性能進行評價，材料試驗的結(jié)果并不能準(zhǔn)確反映構(gòu)件的承載能力。此外，與均質(zhì)的鋼構(gòu)件的焊接接頭不同，F(xiàn)RP拉擠型材連接處的斷裂無法通過材料試驗或設(shè)計方程進行預(yù)測。因此提出全尺寸截面的壓縮試驗，著重于通過短柱試件全截面的壓縮試驗來評價拉擠型材等效縱向抗壓強度，以評估包括元件和連接件在內(nèi)的整個截面的等效性能，也為以后開展全截面試驗確定整體和局部屈曲臨界應(yīng)力的研究提供支持。
該測試方法是在清華大學(xué)等單位在大量試驗研究和理論分析的基礎(chǔ)上提出的，已在我國國家標(biāo)準(zhǔn)《結(jié)構(gòu)用纖維增強復(fù)合材料拉擠型材》GB/T 31539和CECS標(biāo)準(zhǔn)《復(fù)合材料拉擠型材結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中采用。此次推廣到ISO國際標(biāo)準(zhǔn)中，充分體現(xiàn)了我國復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域的實力提升，并標(biāo)志著我國開始發(fā)揮引領(lǐng)作用。
圖1 各種FRP拉擠型材
圖2 我國建造的FRP拉擠型材橋梁
圖3 馮鵬教授被指定擔(dān)任項目負責(zé)人