【摘 要】
：
为研究钢筋与纤维增强聚合物复合材料(Fiber Reinforced Polymer,简称“FRP”)筋混合配筋混凝土梁的裂缝计算问题,首先,利用55组国内外混合配筋梁的裂缝相关试验数据分析现有混合配筋梁平均裂缝间距计算公式的适用性,并借助MATLAB对55组试验数据进行多元回归分析,修正了现有公式中的相关待定系数,建立了混合配筋梁平均裂缝间距计算公式,并给出FRP筋相对黏结特性系数vi的建议值.其次,分析确定了影响裂缝宽度计算的纵筋应变不均匀系数ψ的计算方法和短期荷载作用下构件受力特征系数αcr取值,同
【机 构】
：
江苏城归设计有限公司, 无锡 214061;上海大学 力学与工程科学学院, 上海 200444
论文部分内容阅读
为研究钢筋与纤维增强聚合物复合材料(Fiber Reinforced Polymer,简称“FRP”)筋混合配筋混凝土梁的裂缝计算问题,首先,利用55组国内外混合配筋梁的裂缝相关试验数据分析现有混合配筋梁平均裂缝间距计算公式的适用性,并借助MATLAB对55组试验数据进行多元回归分析,修正了现有公式中的相关待定系数,建立了混合配筋梁平均裂缝间距计算公式,并给出FRP筋相对黏结特性系数vi的建议值.其次,分析确定了影响裂缝宽度计算的纵筋应变不均匀系数ψ的计算方法和短期荷载作用下构件受力特征系数αcr取值,同时引入最大裂缝宽度修正系数k3,并利用其中45组裂缝宽度相关试验数据分析确定了k3的取值,从而建立了最大裂缝宽度计算公式.与试验数据的对比分析结果表明,本文建立的混合配筋梁平均裂缝间距和最大裂缝宽度计算公式均具有较好的适用性.
其他文献
本文对采用沉头螺栓连接的复合材料层合板的损伤扩展过程和强度进行了数值研究.建立一个新的三维渐进损伤模型,来预测在扭矩和温度的共同作用下复合材料沉头螺栓搭接结构的极限承载能力和渐进损伤扩展.该模型将考虑热应变的复合材料本构方程、失效准则和材料退化准则、温度诱导的刚度和强度修正参数整合到VUMAT子程序中,采用热力耦合方法进行准静态模拟.研究结果表明:渐进损伤模型能够准确地预测温度和螺栓扭矩对该搭接结构极限承载能力的影响,能够清晰地反映失效机理和损伤扩展过程.随着温度的升高,当扭矩超过15 N·m时,搭接结构
变刚度层合板的屈曲性能是分析其力学性能的主要评判标准之一.本文基于Python语言对Abaqus进行二次开发,建立Python交互式界面,构建变刚度开孔/不开孔层合板的有限元模型,达到快速建模、自动提交分析和采集目标数据的目的.最后,通过算例讨论了二次开发模型的调用、数据的读取以及结果的输出,验证了二次开发的可行性.本研究为后续Python的变刚度层合板屈曲仿真二次开发应用提供了借鉴思路,具有一定的指导意义.
中国机场通常采用板宽不超过5m的水泥混凝土道面板,国际上已有机场采用板宽6m以上的水泥混凝土道面板.相比大尺寸水泥混凝土道面板,小尺寸道面板容易产生病害.为了研究道面板尺寸对道面性能的影响,基于弹性层状理论体系建立道面结构有限元模型,通过改变水泥混凝土道面板平面尺寸,研究了考虑温度梯度时飞机荷载作用下道面板内的应力变化.通过某机场实例分析了温度梯度和飞机荷载共同作用下道面板平面尺寸对道面使用寿命的影响,结果表明:道面板内应力受温度梯度影响较大,常见机型荷载作用下,夏季道面板内拉应力25％以上是由温度梯度荷
以钢管混凝土桁架拱肋的系杆拱桥为研究对象,拱肋的组合刚度以组合柱为计算模型,考虑拱肋面内以三角形桁架为组合件,经过布置优化,得到相应的组合效应系数后,以拱梁共同作用确定面内临界轴压力.对面外稳定性,以k式桁架为纵向联接系确定临界轴压力.对于四管组合的独榀拱肋布置,考虑吊杆力偏移的非保向力效应,对拱提供抗失稳的扶正力作用.通过算例,以主跨lp=120 m的钢管混凝土桁架拱肋的系杆拱桥的稳定性验算的全过程,展示了所介绍方法的实用性.
脆性环氧树脂复合材料在外载荷作用下易产生裂纹,从而影响材料的力学性能和完整性,如果能在裂纹发生时及时进行修复,可提高材料的可靠性和使用寿命.本文以热塑性聚乙烯-甲基丙烯酸(EMAA)为裂纹修复剂,将其和碳纳米管(CNT)引入环氧树脂,制备了具有裂纹电热修复功能的CNT/EMAA/环氧胶膜.首先研究了其对自身拉伸强度的修复效率,然后将其作为胶层粘接复合材料T型接头,研究其对T型接头剥离损伤的电热修复效率.结果表明,通电加热作用下,CNT/EMAA/环氧胶膜对拉伸强度的修复率为73.8％.并且,T型接头发生完
针对传统聚乙烯、聚氯乙烯等浮体结构强度低、耐久性差、抗风浪能力差、后期维护成本高等问题,该文提出一种水上太阳能光伏发电复合材料浮体结构.该结构包括采用真空导入成型工艺制备的浮体主梁、次梁以及采用拉挤成型工艺制备的竖向支撑等构件.该文对结构进行了静载浮力、风力受力分析、浮体结构波浪浮力计算以及浮体系统强度校核.结果表明,河流最大水深在5.06 m以内时,浮体主梁所受最大向上波浪浮力压强为50 kPa,复合材料浮体系统主梁满足波浪荷载作用下的承载力要求,且浮体系统具有抵抗波浪破坏的能力,这为之后复合材料浮体结
为研究厚度对纤维增强环氧树脂基复合材料热固化质量的影响,建立了基于材料性能时变特性的热固性树脂基复合材料层合板热固化的三维非稳态有限元模型和数值计算方法,并采用已有实验结果验证了数值模型的正确性.数值计算了不同厚度的层合板在不同热环境下固化过程中的温度、固化度和残余应力演变过程,研究了厚度参数对固化过程中层合板内温度、残余应力分布及固化时间的影响.研究结果表明:在第一和第二种热控制环境下,随着层合板厚度的增大,层合板内最高温度值增大,残余应力增大,但层合板固化完成时间接近;在第三类热控制环境下,在一定范围
在结构件上敷加阻尼材料能够实现减振的效果,近年来通过对阻尼涂料的研究,敷加阻尼涂料减振成为一种新兴的减振方法.本文通过激振器进行扫频试验,分别对敷加阻尼涂料、丁基橡胶阻尼层的玻璃钢板振动特性进行研究,对比分析了敷加上述两种阻尼材料后玻璃钢板各阶模态固有频率和阻尼损耗因子以及插入损失,进而得到其振动性能.结果表明,两种方式均可以达到减振的效果,但在玻璃钢板上敷加阻尼涂料对结构整体质量影响较小并且减振效果更加理想.
基于力矩分配法,研究了受轴压载荷下纤维金属加筋民机壁板的屈曲分析理论,分析计算了该民机壁板的压缩强度,并提出了一个民机壁板后屈曲极限强度的理论预测模型.通过与民机纤维金属加筋壁板压缩强度破坏试验结果对比,发现模型理论预测值与试验值吻合较好,偏差为3.01％,所建强度预测模型的精准性得到查验.此外,利用有限元方法分析了纤维金属加筋民机壁板的屈曲及后屈曲承载能力,模拟了壁板的应力集中区和失效过程,结果表明该壁板出现局部屈曲后拥有理想的后屈曲受载能力.本研究能为加筋民机壁板构型的材料选取、工艺性能的提升及预测纤
为了改善纤维金属层板铆接结构的微动疲劳性能,构建了基于临界平面法的Smith-Waston-Topper(SWT)模型用于预测裂纹萌生部位和寿命.分析了四个设计变量(板宽W/D、端距E/D、预紧力P和摩擦系数f)对层板铆接孔微动疲劳特性的影响,结果表明:疲劳损伤参数在铆钉与纤维金属层板接触边缘处最大;随着板宽和端距的增大,SWT疲劳损伤参数减小;预紧力和摩擦系数的增大,有助于SWT疲劳损伤参数减小和比载荷的增大.依据这些设计变量进行了四因素三水平二次正交组合试验设计,SWT疲劳损伤参数比优化前减小了47％