纤维复合材料T型节点连接方式试验研究

摘要

纤维增强复合材料FRP(Fiber Reinforced Plastics/Polymer)具有轻质高强、耐腐蚀、抗疲劳等优点，因而在替代钢材用于桥梁结构中表现出明显的优势。复合材料的连接问题是整个结构设计中最为关键的问题。现阶段国内外学者大多针对复合材料板材进行研究，而实际工程中所采用的为FRP型材，因而不能满足实际工程的需求。本文以FRP型材T型节点为研究对象，对节点的连接方式进行静力试验分析，对比它们在承载力、刚度、延性等方面的优缺点，以期为日后FRP型材走向实际工程应用提供技术参考。本文的主要研究内容如下：
　　（1）通过查阅国内外关于复合材料连接的资料，归纳不同连接形式的特征及各自的优缺点。总结FRP材料不同的失效理论，确定本文所采用的复合材料失效准则。
　　（2）首先对FRP型材进行材性试验，得到材料的基本力学参数，为后续有限元建模分析提供依据；然后进行 T型节点试验，对比不同连接方式下节点关键点的荷载-位移曲线、应力分布情况，分析不同形式节点的破坏特征及原因。
　　（3）通过有限元软件Patran对FRP节点进行受力性能分析，并依据有限元模型解释试验中出现的破坏现象；将试验结果与有限元模型进行对比，验证模型的正确性，为日后进一步改进节点的连接方式提供技术支持。
　　（4）采用参数化分析方法，对影响节点连接的参数进行理论分析和试验验证，从而得到较为理想的结构形式。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 FRP材料简介

1.3 FRP材料的连接方式

1.4 FRP节点连接研究的国内外现状

1.5 研究内容

2 FRP材料的理论基础及研究方法

2.1 FRP材料的失效理论

2.2 复合材料连接的有限元分析

2.3 本章小结

3 T型FRP节点连接试验

3.1 试验介绍

3.2 试件的材性试验

3.3 试验方法

3.4 T型节点试验现象及破坏规律

3.5 试验数据分析

3.6 本章小结

4 复合材料T型节点连接的有限元分析

4.1 有限元模型的建立

4.2 节点的承载力及破坏模式有限元分析

4.3 有限元模型与试验结果对比

4.4 参数化分析

4.5 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献