纤维增强复合材料螺栓连接受力性能与计算方法研究

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liuking
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
纤维增强复合材料(如无特殊说明,后文均简称为FRP)的连接是影响FRP结构性能的关键因素,目前常用的连接方式主要有胶结连接、螺栓连接、混合连接等,其中螺栓连接是应用最为普遍的连接方式,所采用的螺栓则主要包括钛螺栓、不锈钢螺栓以及FRP螺栓。FRP螺栓具有绝缘、抗电压、抗电磁等优点,在航空航天、电气、交通等领域有广泛的应用。目前FRP连接的研究主要针对钛螺栓或不锈钢螺栓,对于FRP螺栓的研究较少。本文在国家重点研发计划项目《工业标准化纤维增强复合材料拉挤型材构件及其新型结构体系研究》(2017YFC0703005)的资助下,采用试验研究、数值模拟、理论分析的方法研究了FRP螺栓连接受力性能与计算方法。研究成果如下:(1)FRP螺栓拧紧力矩与螺栓预紧力为线性变化关系,力矩系数约为0.35,与钛螺栓、不锈钢螺栓相比,相同螺栓拧紧力矩下,FRP螺栓具有更高的螺栓预紧力;M10FRP螺栓适宜的拧紧力矩范围为5.0N.m-9.0N.m,明显低于传统M10螺栓18.0N.m-25.0N.m的螺栓拧紧力矩范围。(2)FRP螺栓拧紧力矩对连接局部挤压破坏极限承载力影响较小,但是过高的FRP螺栓拧紧力矩会导致连接出现螺栓剪切破坏。(3)FRP螺栓连接荷载分配受到螺栓端距、螺栓间距、螺栓边距、螺栓数目的影响,其中螺栓间距的影响较小。螺栓端距与螺栓直径的比值由2.0增加至5.0时,螺栓群剪力比降低19.4%;螺栓边距与螺栓直径的比值由2.0增加至4.0时,螺栓群剪力比增加8.6%;螺栓数目由2.0增加至5.0时,螺栓群剪力比降低31.3%;与钛螺栓、不锈钢螺栓相比,使用FRP螺栓可以提高连接螺栓群剪力比约4.6%。(4)FRP螺栓连接极限承载力和破坏模式受到螺栓端距、螺栓间距、螺栓边距、螺栓数目的影响。当螺栓端距小于3.0倍螺栓直径或螺栓间距小于4.0倍直径时,连接易发生FRP板剪切破坏;当螺栓边距小于3.0倍螺栓直径时,连接易发生FRP板拉伸破坏;螺栓数目增多,连接易发生FRP螺栓剪切破坏;增大螺栓端距或减小螺栓间距可以提高连接的变形能力。与钛螺栓、不锈钢螺栓相比,使用FRP螺栓可以提高连接局部挤压破坏极限承载力和变形能力。(5)基于结点-弹簧法和最大拉应力理论,给出拉伸荷载作用下FRP螺栓连接承载力计算方法,该方法具有较好的准确性。
其他文献
光响应材料是指在光信号的刺激下而产生自身结构、颜色、物理化学性质变化的一类材料,其在信息存储、化学传感、生物成像、非线光学器件、分子开关、分子马达等方面有十分广
故障广泛存在于HVAC系统,尤其是冷水机组中。故障的存在不仅导致能源的大量浪费并降低室内热舒适,而且会缩短设备寿命从而造成高额的维修费用。虽然众多研究致力于冷水机组的
用油脂微生物将木质纤维素来源的可发酵糖转化为微生物油脂,是保障生物柴油的油脂原料可持续供应的可靠方法。油脂酵母Trichosporon cutaneum是最适合木质纤维素体系油脂发酵
以木质纤维素生物质为碳源发酵生产微生物油脂是生产生物柴油油脂原料的重要途径之一。皮状丝孢酵母Trichosporon cutaneum是一种能够耐受木质纤维素来源抑制物的油脂酵母,对
随着我国经济的不断发展,对快速满足交通系统的需求不断提高,高速铁路系统在经过几次大提速后,如何保证现有铁路设备实时正常工作成为亟待解决的问题;提速道岔作为决定高速列
自预应力技术诞生以来,预应力损失如影随形,而桥梁结构预应力检测作为交通土建领域重要研究方向之一,一直为工程界所关注。目前混凝土桥梁结构体外预应力检测方法研究已比较深入,但体内预应力检测尚且困难。因此,研究体内预应力筋应力检测方法,能为结构安全性评估及养护、加固提供可靠依据。作者在前期研究中用LC电磁谐振法测量预应力钢绞线应力时发现,长为1.2m钢绞线力-频(钢绞线应力与电路电磁谐振频率)变化呈负相
控制力矩陀螺(Control Moment Gyroscope,简称CMG),是空间飞行器最重要的姿态控制机构。作为控制力矩陀螺转子的支承部件,滚动轴承的性能是控制力矩陀螺能否可靠工作的关键,
在煤炭行业自动化和信息化发展过程中,采煤机滚筒在采煤工作面上的自动调高是煤炭自动化过程中的关键技术,但是不连续地质变化导致的煤层厚度变化给滚筒的自动调高提出了挑战
红毛藻是我国东南沿海特有的经济红藻资源,其中含有大量多糖类物质,本论文以此为研究基础,从红毛藻中通过水提醇沉方法制备得到红毛藻粗多糖,并进行纯化得到纯化多糖组分,进
石墨烯由Geim等人于2004年通过机械剥离的方法制得,由于它优异的电子特性,世界上许多研究人员将注意力集中在石墨烯纳米带上。然而,零带隙特性成为制备石墨烯器件的短板。近