非平衡刚度胶-铆混合连接接头特性及失效机制

为解决汽车轻量化中混合材料车身的异质材料连接问题,研究了碳纤维增强环氧树脂复合材料（carbon fiber reinforced polymer,CFRP）与铝合金非平衡刚度四钉压铆-胶接混合连接接头力学性能及失效机制.基于重导入和预定义场技术,建立了CFRP/Al非平衡刚度混合连接接头的非线性有限元分析模型,据此对混合连接压铆、回弹及拉伸载荷渐进失效机制进行仿真;对混合连接与单一连接力学性能和失效形式进行了对比分析.结果表明,所提出的建模方法能够同时考虑铆接成型过程和混合连接工艺顺序对混合接头连接特性的影响,混合连接最大载荷及能量吸收预测误差分别为2.3%、5.2%,具有较高的性能预测精度;铆接在失效初期对胶接具有加强作用,失效形式为先胶层失效后铝板拉伸失效,仿真与试验结果较为一致.      

CFRP加固受拉钢板的研究进展

传统的钢结构加固方法包括钢板焊接、螺栓连接和铆接等。这些加固方法都存在缺点,容易产生应力集中现象。CFRP具有比强度和比刚度高等特点,在加固钢结构上显示出很好的效果。以未受损钢板、受损钢板和含焊缝钢板为被加固的受拉钢板,分别从单轴静力拉伸试验和疲劳试验两方面总结了CFRP在受拉钢板加固中的应用;比较了不同学者在研究CFRP-钢板粘接界面力学性能时采用的方法及其结论。总结发现,CFRP在加固受拉钢板中效果良好,但加固措施的耐久性、CFRP布与CFRP板加固效果的差异、新型组合加固方法等一系列问题仍有待研究。     

重复超载嵌入式FRP加固混凝土T形梁的研究

采用重复超载模拟桥梁的带缝工作状态,通过6根T形梁试验,研究了嵌入式FRP加固梁的破坏形态、内力和变形特征等力学性能,讨论了超载程度和加载次数对加固梁性能的影响.结果表明,在超载条件下,嵌入式CFRP板加固可以提高钢筋混凝土T形梁的抗弯极限承载力和刚度,增大了延性系数.不同超载程度和重复加载次数对加固梁极限承载力无明显影响,加固梁跨中截面挠度随超载次数的增加而减小.当超载程度在一定范围内时,不会引起加固梁跨中截面挠度的改变;当超载程度超过一定限度时,超载程度加大将导致加固梁的跨中截面挠度明显减小.对于重复超载作用下的带裂缝适筋梁,按照现有FRP加固理论进行设计是偏于不安全的,需要进行承载力修正...     

碳纤维布采用预应力卸载法加固钢筋混凝土空心板桥的分析研究

为了充分利用碳纤维材料强度,提出新的碳纤维加固技术——预应力卸载法.结合宜昌市境内的龙潭河桥修建工程,详细论述了这种技术的设计思路和施工工艺,通过单梁荷载试验,验证了预应力卸载法的可行性.研究成果对今后粘贴碳纤维加固法在桥梁工程中的应用与研究有一定的指导意义.     

碳纤维布加固含裂缝混凝土梁的裂缝扩展阻力性能

基于虚拟裂缝模型和试验测得的荷载与裂缝口张开位移曲线,计算得到碳纤维（CFRP）加固含裂缝混凝土梁的裂缝扩展阻力曲线,并讨论试件尺寸对CFRP加固试件阻力性能的影响．结果表明,CFRP加固试件中也存在断裂过程区长度减小的现象,纤维布的阻裂作用是影响CFRP加固试件裂缝扩展阻力性能的关键因素,并且试件高度和初始裂缝长度对CFRP加固试件的阻裂性能无明显影响．     

碳纤维布增强损伤钢筋混凝土结构的应用

纤维增强复合材料是一种新型材料,近年来在结构工程中应用非常广泛。该文叙述了碳纤维的性能特点,并对碳纤维复合材料在混凝土结构中的应用进行了介绍。最后,介绍了该项技术在实际加固工程中的应用。     

碳纤维布加固薄壁圆钢管轴心抗拉承载力有限元分析

应用大型通用有限元软件ANSYS对CFRP布加固轴心受拉薄壁圆钢管进行了数值模拟计算,研究分析了4个因素,即CFRP布纵向加固长度比α、CFRP布厚度t、CFRP布弹性模量E以及CFRP布沿圆周加固方式,对钢管轴心抗拉极限承载力的影响及其规律.结果表明,经CFRP布纵向加固后的钢管杆件,其轴心抗拉极限承载力得到显著提高,加固效果优越.     

新材料索对悬挂结构静力性能的影响分析

悬挂建筑结构具有良好的抗震、抗风性能,但作为其主要受力部件的钢索,则常易出现锈蚀、疲劳等问题。为此,将高强CFRP筋制成索代替预应力钢筋用于悬挂建筑结构。设计了一幢全CFRP索/钢索悬挂建筑结构,对比分析了其理想成形状态时的索力和主要构件的内力。为了弄清楚不同材质索对悬挂结构静力性能的影响,对比分析了三种活载作用工况下、温度效应下两种吊索悬挂结构的静力性能,包括变形量和构件内力。研究表明,CFRP索悬挂建筑结构成形状态合理,对称吊点处CFRP索索力相同;CFRP索悬挂结构主要部件的内力、变形均小于钢索悬挂结构,且CFRP索温度效应小,更具应用优势。本文所做工作为新材料索的受力分析及推广应用提供参考。     

碳纤维复合材料层合板在低速冲击下的力学响应

利用改进的霍普金森杆对不同铺层方式的碳纤维复合材料层合板(CFRP)进行低速冲击试验,分析不同铺层顺序下,CFRP层合板的动态力学响应。搭建了基于高速三维数字图像相关方法(3D-DIC)的实验测量系统,该系统由3台高速相机组成,其中两台组成3D-DIC观测系统,用于三维成像,另外一台记录子弹飞行姿态,从而计算子弹飞行的速度。利用3D数字图像相关技术可以得到层合板损伤后的位移场,然后进行差分得到材料损伤后的应变场。利用ABAQUS/Explicit仿真软件对试验结果进行模拟,试验结果和模拟结果吻合较好,从而验证了3D-DIC在研究碳纤维复合材料层合板抗冲击性能中的有效应用。