波形錨具夾持碳纖維板的端部效應(yīng)及有限元分析.pdf

1、在結(jié)構(gòu)的加固補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)中，預(yù)應(yīng)力CFRP板加固技術(shù)一直是國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域研究的前言課題。作為一種主動加固技術(shù)，預(yù)應(yīng)力CFRP技術(shù)擁有強(qiáng)大的優(yōu)勢和廣闊的應(yīng)用空間。本文為國家自然科學(xué)基金(51078370)下的一個子課題，對碳纖維板的張拉性能進(jìn)行研究。但是CFRP板作為預(yù)應(yīng)力加固的一種新型材料，在外形和材料力學(xué)性能等方面顯然與傳統(tǒng)的棒狀預(yù)應(yīng)力鋼材差異很大:在外形上CFRP板的長度遠(yuǎn)大于其寬度，寬度又遠(yuǎn)大于其厚度;CFRP板本身是一種線彈性材料，

2、直到斷裂前仍然保持彈性;因此CFRP板的張拉受力特性與傳統(tǒng)的棒狀預(yù)應(yīng)力鋼材同樣差異很大，對CFRP板的張拉受力性能需要重新進(jìn)行認(rèn)識和研究。
　　在大量的CFRP板的張拉破壞試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn):在可靠錨固的條件下，CFRP板的斷裂總是首先出現(xiàn)在錨具前端出口處的邊部，然后斷裂由邊部向中部逐漸發(fā)展，最終CFRP板發(fā)生完全斷裂。CFRP板的張拉可以看做是正交各向異性板的平面應(yīng)力問題。由圣維南原理可知:軸向張拉CFRP板時，在CFRP板的端部存在端

3、部效應(yīng)，（端部邊界區(qū)域處應(yīng)力分布的不均勻性效應(yīng)）。通過對CFRP板端部效應(yīng)的試驗(yàn)研究和正交各向異形板的有限元分析表明:端部效應(yīng)對CFRP板的承載力產(chǎn)生了較為顯著的影響;CFRP板的寬度越寬，其端部效應(yīng)越顯著，對其承載力的影響也就越大。把正交各向異性板的有限元分析的結(jié)果與試驗(yàn)、各向同性材料有限元線性分析的結(jié)果進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn):如果把CFRP板的材料屬性定義為各向同性材料進(jìn)行有限元線性分析，其結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果相差較大;如果把CFRP板的材料屬