軸心受力纖維增強(qiáng)復(fù)合材料壓桿的性能研究.pdf

1、本文依托高性能纖維增強(qiáng)復(fù)合材料-索穹頂結(jié)構(gòu)體系的研究課題，以索穹頂中的纖維增強(qiáng)復(fù)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(jìn)行了軸壓受力性能試驗(yàn)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(qiáng)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(qiáng)端加強(qiáng)的GFRP短桿試驗(yàn)結(jié)果，提出了經(jīng)濟(jì)有效的聚酯纖維布浸膠加強(qiáng)方法，為后續(xù)長桿的穩(wěn)定性試驗(yàn)奠定了基礎(chǔ)。
　　本研究針對FRP構(gòu)件不可

2、避免的幾何缺陷，結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果，采用ABAQUS軟件分析得到了兩種桿的初始缺陷計(jì)算方法。通過對比兩種壓桿試驗(yàn)的有限元模型分析結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證了引入初始缺陷并結(jié)合二維Hashin準(zhǔn)則進(jìn)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(qiáng)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(shí)，極限承載力隨長細(xì)比的增大而減少，且長細(xì)比較小時(shí)下降快，長細(xì)比較大時(shí)下降緩慢。長細(xì)比相同時(shí)，徑厚比越大，極限承載

3、力越高，隨著長細(xì)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(gòu)件極限應(yīng)力在長細(xì)比較小時(shí)下降較快，在長細(xì)比較大下降相對平緩，長細(xì)比相同管徑不同時(shí)，極限應(yīng)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(guān)系。通過ABAQUS數(shù)值計(jì)算得到了文獻(xiàn)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(qiáng)度與九的關(guān)系曲線。