FRP復(fù)合材料三角形夾芯橋面板的強(qiáng)度研究.pdf

1、近年來，F(xiàn)RP復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在海洋、航空工程以及橋梁工程等領(lǐng)域得到越來越多的應(yīng)用。作為一種新型橋面板結(jié)構(gòu)，F(xiàn)RP復(fù)合材料夾芯橋面板具有比強(qiáng)度高、可設(shè)計(jì)強(qiáng)、穩(wěn)定性高、抗沖擊性能好等優(yōu)點(diǎn)，成為復(fù)合材料橋梁結(jié)構(gòu)中主要的橋面板形式之一。準(zhǔn)確并快速地預(yù)測FRP復(fù)合材料夾芯橋面板的強(qiáng)度成為其應(yīng)用過程中關(guān)鍵問題之一。
　　本文主要內(nèi)容包括:
　　(1)根據(jù)能量法，梁理論和變形協(xié)調(diào)條件，推導(dǎo)了考慮面板約束的FRP復(fù)合材料三角形夾芯橋面板的等效

2、彈性常數(shù)計(jì)算公式。通過算例分析，證明了面板約束對FRP復(fù)合材料三角形夾芯橋的等效彈性常數(shù)有顯著影響。與現(xiàn)有理論的計(jì)算結(jié)果對比，表明了本文的等效彈性常數(shù)公式具有更高的精度。此外，還揭示了FRP復(fù)合材料夾芯橋面板的幾何參數(shù)和材料參數(shù)對其等效彈性常數(shù)的影響規(guī)律。
　　(2)基于唯象分析法和漸進(jìn)損傷理論，將FRP復(fù)合材料層合板的失效準(zhǔn)則，剛度折減方案融入到有限元軟件abaqus的用戶子程序usdfld中，建立3維實(shí)體模型，分別對在單向拉伸

3、/壓縮荷載下的FRP復(fù)合材料層合板進(jìn)行強(qiáng)度分析。通過有限元結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比，驗(yàn)證了該方法對FRP復(fù)合材料層合板的極限強(qiáng)度預(yù)報(bào)較為精確。此外，還研究了不同尺寸，不同鋪層對FRP復(fù)合材料層合板極限強(qiáng)度的影響。
　　(3)基于連續(xù)介質(zhì)損傷理論和漸進(jìn)損傷理論，引入內(nèi)部損傷狀態(tài)變量和有效應(yīng)力，編寫了有限元軟件abaqus的用戶子程序umat，將FRP復(fù)合材料失效前/后的本構(gòu)關(guān)系，失效準(zhǔn)則集成到有限元分析中，建立3維實(shí)體模型，分別對在單向拉

4、伸/壓縮荷載下的FRP復(fù)合材料層合板進(jìn)行強(qiáng)度分析，其中:內(nèi)部損傷狀態(tài)變量的演化由FRP復(fù)合材料自身屬性和其所處的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)共同控制。通過與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比分析，表明了該方法對FRP復(fù)合材料層合板的強(qiáng)度分析更加貼近實(shí)際情況，極限強(qiáng)度預(yù)報(bào)精度也更高。
　　(4)對FRP復(fù)合材料三角形夾芯橋面板產(chǎn)品FBD600進(jìn)行簡化，建立3維實(shí)體模型，并結(jié)合復(fù)合材料的強(qiáng)度理論，對彎曲荷載下FRP復(fù)合材料三角形夾芯橋面板強(qiáng)度進(jìn)行分析。通過與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比分