軸心受力纖維增強復合材料壓桿的性能研究.pdf

1、本文依托高性能纖維增強復合材料-索穹頂結構體系的研究課題，以索穹頂中的纖維增強復合材料壓桿為研究對象，對簡單支承條件下拉擠成型的GFRP和CFRP桿分別進行了軸壓受力性能試驗和有限元數(shù)值分析。FRP壓桿的端部是容易破壞的薄弱環(huán)節(jié)，端部加強會對其極限承載力和破壞模式產(chǎn)生很大的影響。通過對比四種不同加強端加強的GFRP短桿試驗結果，提出了經(jīng)濟有效的聚酯纖維布浸膠加強方法，為后續(xù)長桿的穩(wěn)定性試驗奠定了基礎。
　　本研究針對FRP構件不可

2、避免的幾何缺陷，結合試驗結果，采用ABAQUS軟件分析得到了兩種桿的初始缺陷計算方法。通過對比兩種壓桿試驗的有限元模型分析結果和試驗結果，驗證了引入初始缺陷并結合二維Hashin準則進行有限元數(shù)值分析的有效性。通過有限元分析得到兩種壓桿可能會發(fā)生強度、非彈性失穩(wěn)和彈性失穩(wěn)破壞模式之一;簡單支承條件下的GFRP壓桿，徑厚比相同時，極限承載力隨長細比的增大而減少，且長細比較小時下降快，長細比較大時下降緩慢。長細比相同時，徑厚比越大，極限承載

3、力越高，隨著長細比的增大，徑厚比對極限承載力的影響會變?nèi)?相同管徑的CFRP壓桿，構件極限應力在長細比較小時下降較快，在長細比較大下降相對平緩，長細比相同管徑不同時，極限應力相差不大。在一定的纖維含量內(nèi)，拉擠成型CFRP桿穩(wěn)定承載力與纖維的體積含量基本呈線性增長的關系。通過ABAQUS數(shù)值計算得到了文獻修正后的歐拉公式近似求解拉擠成型CFRP長桿極限承載力的適用范圍，并畫出了簡單支承條件下拉擠成型CFRP桿的抗壓極限強度與九的關系曲線。