复合材料工字梁抗弯曲性能分析

为了提高碳纤维复合材料工字梁的抗弯曲性能,本文针对碳纤维工字梁抗弯曲性能优化设计进行了工字梁的不同结构设计对抗弯曲性能影响的研究。采用控制变量和对比的实验方法,设计了五个不同结构的碳纤维工字梁实验样件并进行三点弯曲测试,得到了碳纤维工字梁的弯曲强度以及弯曲位移等实验数据;其次,采用ABAQUS有限元软件建立碳纤维工字梁三点弯曲模型,并对模型的有效性进行验证。然后采用该模型分析了三点弯曲过程中工字梁的受力情况,得到以下结论：碳纤维工字梁在三点弯曲时(1)上翼缘应力略大于下翼缘,适当增加上翼缘的厚度,能够提升工字梁的抗弯曲性能,增加下翼缘的厚度,对工字梁的抗弯曲性能影响微弱;(2)腹板上下两端处的应力值始终大于腹板中间位置的应力值,适当增加腹板的高度,能够提升工字梁的抗弯曲性能,增加腹板的厚度,对工字梁的抗弯曲性能影响微弱。以上研究对碳纤维工字梁结构优化设计具有一定的指导意义。     

考虑剪滞和高阶剪切效应的复合材料薄壁箱梁弯曲分析

本文以复合材料层合板理论为基础,用最小势能原理建立了一种能对工程中常见的复合材料薄壁箱梁的剪滞与高阶剪切效应进行分析的方法,结合算例,得到了剪滞与高阶剪切效应对截面应变和梁挠度影响的变化规律,通过与Timoshenko梁理论及剪滞与一阶剪切效应方法结果的比较,表明其变化规律和相应的结果基本正确可靠.     

多向铺层拉挤FRP薄壁梁成型工艺及弯曲性能研究

采用适当的铺层设计和在模具口加装自主设计的导向装置,并改进拉挤工艺的进丝方法,然后通过拉挤工艺完全采用±45°纤维缝编毡作为型材腹板的预浸料生产纤维增强复合材料(FRP)薄壁梁,从而使FRP薄壁梁腹板为全±45°铺层结构.随后进行了4种不同铺层结构的FRP梁的对比弯曲试验.结果表明,与全0°铺层的FRP薄壁梁相比,腹板...     

混杂纤维增强复合材料梁挠度计算理论研究

本文针对目前土木工程中最新出现的混杂纤维树脂基复合材料梁,以3组不同碳纤维含量的混杂纤维拉挤型材薄壁梁构件作为研究对象,通过模型试验、有限元数值分析和理论分析进行对比。研究表明,与相同截面玻璃钢相比,上下翼缘采用碳纤维增强的混杂纤维拉挤型材抗弯刚度有明显提高,但是抗剪切变形能力提高有限。在进行混杂纤维树脂基复合材料梁的挠度计算时须采用考虑横向剪切变形对挠度影响的铁木辛柯梁理论。     

横向腹板增强复合材料夹层梁受弯性能试验研究

通过四点弯试验研究横向腹板增强复合材料夹层梁受弯性能,得到不同腹板间距、厚度对夹层梁弯曲破坏模式、刚度、极限承载力及延性性能的影响规律。结果表明:横向腹板能改变夹层梁的破坏模式,无腹板增强夹层梁破坏模式为芯材剪切破坏,横向腹板增强夹层梁破坏模式为多区格渐进破坏模式;相对于无腹板增强夹层梁,横向腹板能显著增强复合材料夹层梁的延性特性,最高达229%,腹板间距越小,夹层梁延性性能越好。     

大跨径波形钢腹板刚构桥设计研究

波形钢腹板PC组合箱梁是用波折形薄钢板代替箱梁混凝土腹板形成的一种新型钢-混组合结构。使用过程中容易出现梁根部混凝土腹板开裂、跨中部持续下挠等问题。以一座主跨140m波形钢腹板刚构桥为例,从结构设计方案、结构受力分析验算等方面进行研究分析。结果表明：波形钢腹板与混凝土顶、底板的连接是保证箱梁整体性的关键构造,应注意保证其纵向抗剪、横向抗弯性能;波形钢腹板主要承受剪切力,因腹板剪切应力较大且箱梁剪切刚度较小,设计中应注意剪切变形对纵向弯曲挠度的影响。     

面板厚度对复合材料夹层梁整体及局部弯曲力学性能影响

考虑芯材局部压陷效应,对泡沫夹芯复合材料夹层梁整体及局部弯曲力学性能进行研究。分析了上面板厚度对夹层梁整体及局部弯曲力学性能影响规律。首先,对三种不同厚度上面板夹层梁进行三点弯曲试验,结果表明,夹层梁破坏模式为芯材压陷破坏和芯材剪切破坏;上面板厚度越大,夹层梁极限承载力越大;增大上面板厚度能有效减弱加载点位置芯材局部压陷效应。其次,基于考虑芯材竖向压缩变形的高阶剪切变形理论,对试验梁整体及局部弯曲受力机理进行分析,得到夹层梁上、下面板不同位置挠度及应变的分布规律。最后,对不同试验梁极限承载力进行理论分析,并与试验结果对比。     

帽型复合材料梁的稳定性分析与固有频率计算

根据经典层合板理论,结合纯弯曲状态下内力与应变的关系,推导了帽型复合材料梁的等效弯曲刚度计算公式,并利用等效弯曲刚度进一步推出了该类型梁的轴向临界载荷与固有频率计算公式,最后用有限元法进行验证,为帽型及其他截面类型的复合材料梁在工程中的应用提供参考。     

飞机中央翼上壁板斜切单接头复合材料长桁端头压缩性能研究

为研究飞机中央翼上壁板斜切单接头复合材料长桁端头的压缩性能,制作了中央翼斜切单接头长桁端头试验件,通过对试验件进行轴向压缩测试,建立了中央翼上壁板斜切单接头复合材料长桁端头区域的有限元模型,进行了试验前有限元分析计算,通过试验测得了整个试验件的载荷-应变曲线。试验结果表明,试验件发生非线性变形,然后随着载荷的增加,连接肋缘条、蒙皮、长桁的螺栓被剪断,紧固件连接失效,试验件被破坏。长桁蒙皮区域最大的应变出现在肋缘条和蒙皮连接的第一排钉附近,同时试验测得破坏载荷与有限元计算的结果总体一致,证明了有限元模型的合理性。     

双向格构腹板增强泡沫夹层复合材料梁弯曲性能试验

复合材料夹层结构具有比强度高、比刚度高、可设计性强、耐腐蚀等特点,以聚氨酯泡沫为芯材,以玻璃纤维增强复合材料为面板和格构腹板,采用真空导入成型工艺,制备双向格构腹板增强泡沫夹层复合材料梁。对无格构泡沫夹芯复合材料梁,不同腹板高度、腹板间距双向格构增强泡沫夹层复合材料梁进行三点弯曲试验,研究其破坏模式和机理。基于泡沫填充矩形蜂窝芯材的等效十字模型,预估试件的抗弯刚度和挠度,计算值与试验值吻合较好。     

碳纤维复合材料箱形梁的初始破坏载荷研究

结合复合材料经典层合板理论和折板理论建立一种适用于碳纤维复合材料箱形梁初始破坏载荷的理论计算方法。应用该方法分别对[0_4/±45/0_4]、[0_2/±45/0_2/±45/0_2]和[±45/0_2/±45/0_2/±45]三种铺层方案的箱形梁进行初始破坏载荷计算,得出其初始破坏载荷值。同时使用DNS100电子万能试验机对复合材料箱形梁三种铺层方案的试件进行三点弯曲实验。比较复合材料箱形梁初始破坏载荷的理论计算值与实验值,三种铺层方案的箱形梁理论计算误差小于4%。研究结果表明:本文建立的复合材料箱形梁初始破坏载荷的理论计算方法是正确的;复合材料箱形梁的0°铺层比例越高,箱形梁的初始破坏载荷越高。     

戈壁地区不同养护方式下混凝土箱梁养护效果试验研究

为研究戈壁地区混凝土箱梁在不同养护方式下的各项性能及在这种特殊环境下的实用性,对实验原材料在现场进行验证试验研究其养护效果.结果表明:与塑料薄膜和土工布养护相比,橡塑板养护早期强度增长更快;不同养护方式下混凝土水化热均在20 h后达到峰值,并呈现正弦规律的周期性变化,给出了箱梁的水化热温度分布规律;箱梁应变的产生是由混凝土自收缩和温度共同作用的结果,通过曲线规律分析出了收缩应变和温度应变的作用阶段;通过微观结构测试,分析出了不同养护方式下混凝土孔结构的分布特征,具有较小孔间距系数的橡塑板养护力学性能优于其他两种养护方式.     

A Method of Estimating the Strength of Adhesive Bonded Joints of Metals

The strength of adhesive bonded joints is investigated both analytically and experimentally. The deformed states of lap joints under tensile shear loading are analysed by the finite element method on the assumption of elastic deformation. A method of using the adhesive strength law is proposed to estimate the joint strength. The adhesive strength law is experimentally determined by subjecting butt joints of two thin-walled tubes to combined axial load and torsion. The strength of lap joints is determined by adopting the adhesive strength law to the adhering interface as well as the strength law of adherend and adhesive resin. The calculated strain distribution and strength of the joints are compared with the experimental results. The effects of the joint configurations on the deformation and strength are discussed. It is shown that the proposed method is useful to predict the joint strength.     

A Method of Estimating the Strength of Adhesive Bonded Joints of Metals

The strength of adhesive bonded joints is investigated both analytically and experimentally. The deformed states of lap joints under tensile shear loading are analysed by the finite element method on the assumption of elastic deformation. A method of using the adhesive strength law is proposed to estimate the joint strength. The adhesive strength law is experimentally determined by subjecting butt joints of two thin-walled tubes to combined axial load and torsion. The strength of lap joints is determined by adopting the adhesive strength law to the adhering interface as well as the strength law of adherend and adhesive resin. The calculated strain distribution and strength of the joints are compared with the experimental results. The effects of the joint configurations on the deformation and strength are discussed. It is shown that the proposed method is useful to predict the joint strength.     

碳纤维加固梁中碳纤维受力计算与相关系数的分析

根据弹性理论和部分组合截面假定,分析碳纤维加固混凝土梁体系,建立微元体粘结界面剪力表达式和碳纤维轴向拉力微分方程,从而推导出碳纤维拉力和粘结界面剪应力解析解的一般形式,提出并探讨碳纤维加固作用系数Kf和端部应力集中系数k,说明碳纤维加固机理及端部应力集中现象与影响因素.结合算例指出,碳纤维轴向拉力和粘结界面剪应力分布不均匀,在端部区段应力集中,应采取措施加强锚固.     

玻璃钢杆在弹性介质中承压稳定性初探

本文将填充了发泡材料的封闭箱体内的玻璃钢压杆，简化为弹性基础上的轴向受压杆，并对其临界压力进行了计算和讨论，得到了一些有用的结论。     

桥梁钢箱梁外表面常用涂装配套体系性能研究

介绍了国内外所制定的适用于桥梁钢箱梁外表面的涂装配套体系的相关标准,并对常用的涂装配套体系进行了试验研究,通过配套体系的物理性能、化学性能以及面漆的耐候性等几方面的试验结果,对涂料重防腐体系与金属喷涂复合涂层体系的优缺点进行了对比分析。研究表明:采用氟碳面漆的涂料重防腐体系与金属喷涂复合涂层体系,均有突出的防腐蚀性能和耐老化性能,可满足在严酷腐蚀环境下对桥梁钢箱梁防腐蚀保护的要求。     

夹层复合材料的弯曲理论分析与计算方法研究

对夹层梁弯曲理论进行了深入研究,并用解析的方法计算了夹层梁的弯曲应力和挠度。在高阶夹层梁理论假设的基础上,假设夹芯只存在剪切变形,根据经典的梁弯曲理论,通过对夹层梁微元的受力分析,确定各层、层间的内力分布和各层间的变形协调关系,从而求出夹层梁各层的正应力、层间剪应力和弯曲挠度的解析表达式。最后,用三维有限元计算结果验证了解析算法结果的准确性。研究结果表明,此方法计算公式简单且精度较高。     

Polypropylene/polyamide 6/polyethylene-octene elastomer blends. Part 2: volume dilatation during plastic deformation under uniaxial tension

Plastic deformation upon stretching was investigated in ternary blends of polypropylene, polyamide 6 and maleic anhydride-grafted polyethylene-octene elastomer (PP/PA6/POE). A novel video-controlled tensile testing method was utilized, which allows recording simultaneously axial strain, axial stress and volume strain while axial strain-rate is regulated at a constant value even after necking has begun. Increasing the alloying content modifies drastically the original stress-strain properties of PP: yield softening is suppressed and strain hardening is increased. As for the volume strain, which is representative of the overall cavitation process, it is found to decrease with increasing alloying content (apart from a small increase for low alloying content). This unexpected result indicates that the finely dispersed cavities nucleated under tension at the POE interphase of PA6 particles and at isolated POE particles favor the profuse development of plastic shear bands in the PP matrix. As such, it can be considered as an experimental evidence of the synergistic effect of cavitation and shear banding in a structural polymer.