CFRP筋复合增强板加固石梁受力性能有限元分析

采用有限元程序ABAQUS,对碳纤维增强复合材料(CFRP)筋复合增强板加固石梁的受弯性能进行数值建模.利用已有的荷载-挠度曲线、荷载-CFRP筋应变曲线数据对建立的模型进行可靠性验证,结果表明:有限元模拟结果和试验结果吻合良好.在此基础上,对加固后的石梁进行受力全过程截面应力分析,归纳得出荷载-变形特征曲线.基于平截面假定,提出采用CFRP筋复合增强板加固石梁的受弯承载力计算公式,计算得出的开裂弯矩与试验结果和有限元模拟结果吻合较好.     

预制CFRP筋增强条加固素石板受弯性能有限元分析

为研究预制碳纤维增强复合材料(CFRP)筋增强条加固石板受弯承载力的影响机理,并基于理论提出加固石板的受弯承载力计算公式,采用有限元程序对预制CFRP筋增强条加固石板受弯性能进行非线性数值模拟.在验证有限元模型可靠性的基础上,进一步开展参数分析,研究CFRP筋直径及配筋率、增强条宽度及厚度对预制CFRP筋增强条加固石板受弯承载力的影响规律.模拟结果表明:加固石板的极限承载力随CFRP筋配筋率的增大而增大,对开裂荷载的影响较小;开裂荷载随增强条宽度及厚度的增大而增大,对极限承载力的影响较小;有限元模型能模拟构件的开裂及破坏形态,且提出的计算公式能预测构件的开裂弯矩和极限弯矩.     

CFRP筋材在土木建筑工程中的应用

碳纤维增强塑料(CFRP)因具有高强、质轻、耐腐、无磁等特性而受到土木界和复合材料界的广泛关注，对CFRP筋的特性、分类及其在土木建筑工程中的研究现状和应用情况作了介绍，提出了今后应着重研究的问题。     

纤维布加固无粘结预应力梁抗弯试验研究

通过试验对纤维布加固无粘结预应力梁的破坏形态、受力性能、截面应变分布以及挠度变化等进行了研究,主要讨论了加固梁在不同纤维布加固层数、不同加固前预损伤作用和不同加固纤维材料下的性能．试验结果表明：通过粘贴芳纶纤维布、碳纤维布材料都可以有效地提高无粘结预应力梁的受弯极限承载力;当采用多层纤维布加固时,加固梁的受弯极限承载力提高幅度与粘贴纤维布层数的增加呈单调递减的规律;加固前,施加20％、40％对比梁极限承载力预损伤对加固性能影响不大;同层数纤维布加固,芳纶纤维布与碳纤维布加固梁的受力效果相似,受弯极限承载力相近,裂缝开展和刚度变化存在差异．在试验研究的基础上,通过有限元软件ABAQUS进行了模拟计算研究,模拟结果表明,ABAQUS可以真实反映纤维布加固无粘结预应力梁的整个受力过程,模拟值与试验值吻合较好．最后根据试验以及数学模拟中反映出的规律,建立了纤维布加固无粘结预应力梁极限抗弯承载力的实用理论公式,理论计算结果与试验结果符合较好．     

碳纤维加固钢筋混凝土抗弯构件抗剥离试验研究

碳纤维增强塑料(CFRP)加固修复混凝土结构在工程中的应用极为广泛,能有效提高钢筋混凝土构件的承载力以及变形能力,但提高只能在一定范围有效,采取锚固措施更能提高效果,X型箍锚固效果优于U型箍。试验采用11根通过粘贴不同层数的碳纤维布进行加固,同时比较U型锚固与X型锚固及无锚固三种情况下的加固效果。     

RC框架节点柱端碳纤维加固强柱弱梁效果

利用有限元软件ANSYS对现浇钢筋混凝土框架节点做了拟静力分析。对普通梁柱节点和柱端用碳纤维加固节点的计算结果进行了对比。结果表明,随着加载位移的增加,梁肋附近楼板钢筋应力有明显增加,说明楼板对梁的抗弯能力有增强的作用。在柱端粘贴碳纤维之后,柱端承载力明显提高,柱受力主筋屈服时间明显延后,梁端首先出现塑性铰,使节点在受到地震作用破坏时更接近梁铰机制的破坏特点。     

基于NiTi形状记忆合金板条的恒力元件的设计研究

目的 针对NiTi形状记忆合金恒力特性应用的普遍性设计需求,得到一种具有普遍意义的NiTi合金恒力输出机构的设计规律。方法 基于有限元分析软件ANSYS仿真结论,通过优化总结得到一种NiTi合金压缩状态下产生恒力现象的几何结构的设计公式。结果 根据恒力元件设计公式得出的恒力机构能够实现压力恒定性。 结论 此结论对不同的NiTi形状记忆合金恒力元件设计具有普遍的意义,为今后各种恒力元件的设计提供了依据。     

复合材料混凝土预应力组合梁的初步研究

提出了一种混杂的由玻璃纤维加劲塑料(GFRP)缠绕混凝土和粘贴预应力碳纤维加劲塑料(CFRP)片材的预应力组合结构梁,通过合理布置不同材料,使得各种材料能充分发挥各自的特长,对预应力组合结构梁进行了初步分析和研究,提出了简单的设计计算方法,并利用“ANSYS”有限元软件进行了计算分析和比较,分析结果表明,文中的计算方法是合理和可靠的。     

碳纤维板-混凝土界面黏结性能的试验研究与有限元分析

碳纤维板与混凝土的界面黏结性能是碳纤维加固混凝土结构的关键性能之一,对加固结构的力学行为和破坏形态等有着重要影响.进行了4个试件的碳纤维板-混凝土黏结双面剪切试验,研究了设置不同粘贴长度的试件的界面力学行为和破坏模式,分析了黏结长度对界面极限承载力和应力分布的影响.试验结果表明:加载点附近应力远大于端部应力,板端黏结界面剪应力沿板长方向大致呈指数衰减分布.在试验研究基础上,在ANSYS中采用正交弹簧单元组模拟界面黏结,建立了试件的有限元模型,并采用试验分析得到的局部黏结滑移曲线关系作为有限元模型中的界面弹簧单元刚度,计算发现有限元分析结果和试验结果比较吻合,从而验证了本文有限元模型的有效性.以本文试验得到的黏结滑移曲线关系为基础,通过拟合得到了基于几种经典黏结滑移本构形式的界面本构模型.试验及有限元分析表明:当拉伸应力超过碳纤维板强度的24%时,碳板已开始从混凝土表面剥离.为保证充分利用碳纤维板的强度,应采用可靠锚具对碳纤维板进行锚固.     

摩擦接触单元在碳纤维板锚具拉伸试验中的应用

在预应力碳纤维增强复合材料(CFRP)板工艺中,CFRP板端部的锚固问题非常重要,甚至关系到预应力施加的成败与否.总结国内外锚具研究,平板锚具具备施工便捷、操作简单、费用最低的优点,但如何模拟碳纤维板和平板锚具之间的接触问题是有限元模拟的关键问题.通过采用摩擦接触单元对碳纤维板和平板锚具进行数值模拟,得到了碳纤维板拉力与滑移关系的有限元解,其结果与实验结果相当吻合;采用平板锚具拉伸碳纤维板时,碳板和钢板的摩擦系数近似取为0.4;采用摩擦接触单元模拟平板接触问题是可行和有效的,可为模拟类似的接触问题提供借鉴和参考.