收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

双材料梁界面力学模型及其在FRP-混凝土界面断裂研究中的应用

陈瑛  
【摘要】:随着复合材料在土木工程中的应用,传统材料和复合材料的界面断裂问题成为研究的重点。 切口梁常用于双材料界面断裂分析。本文基于多亚层梁界面变形理论,建立了多亚层柔性节点模型,并用于分析末端切口四点弯试件(Four-point Bending End-Notched Flexure Specimen,简称4ENF),得到了界面应力、梁的变形以及能量释放率的解析表达式。该模型与其他节点模型对比表明:刚性节点模型由于忽略了裂纹尖端变形,只能对4ENF变形作出近似估计,而不能反映界面应力;半刚性节点模型部分考虑了裂纹尖端变形(界面的相对转角),对4ENF变形的估计精度较刚性节点模型高,但依然未反映裂纹尖端的应力集中特性;多亚层柔性节点模型由于详尽考虑了裂纹尖端变形,其界面应力和变形分析的结果与有限元吻合很好。三种节点模型的不同精度说明了裂纹尖端变形对双材料界面断裂分析的影响。 其次,本文基于Timoshenko梁理论,考虑了剪切变形和裂纹尖端变形的影响,对双参数弹性地基上的4ENF的Ⅱ型断裂进行了分析,得到了4ENF的柔度和能量释放率的解析式,柔度与裂纹长度成正比。与有限元分析结果对照表明:该模型能有效用于计算柔度、柔度变化率,且能量释放率与裂纹长度无关,因而4ENF的Ⅱ型断裂试验无需测量裂纹的扩展长度,根据临界荷载可求临界能量释放率,从而大大简化了试验手段。 本文还将双线性粘聚模型用于Ⅰ型中间切口三点弯梁(3PBB)和Ⅱ型FRP-混凝土4ENF的界面分析。在3PBB粘聚模型的研究中,将界面损伤粘聚模型与混凝土的拉伸塑性损伤模型相结合,通过有限元参数分析,得到了界面粘聚能、粘聚强度、混凝土强度、混凝土断裂能之间的关系以及3PBB的界面破坏特征。在4ENF粘聚模型的研究中,FRP和混凝土视为弹性材料,界面的剪切应力和裂纹剪切位移服从双线性粘聚法则,基于经典的Euler-Bernoulli梁理论,得到界面破坏不同阶段(即弹性阶段、弹性-软化阶段、弹性-软化-脱粘阶段)梁的界面剪应力及变形的解析解,为全方位理解4ENF的断裂过程提供了理论依据。 最后,本文对FRP-混凝土4ENF进行了试验研究。FRP-混凝土梁底贴有铝板,调整混凝土和铝板的相对厚度可获得纯Ⅱ型和混合型断裂加载条件。通过测量临界荷载,根据4ENF弹性地基梁模型和多亚层柔性节点模型可得到临界应变能量释放率。试验表明,


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 敬登虎;曹双寅;;FRP约束混凝土极限状态下破坏机理分析[J];特种结构;2007年02期
2 刘欢;;FRP材料性质的可变性对RC桥可靠度的影响[J];山西建筑;2008年24期
3 廖原,梅力彪;复合材料混凝土预应力组合梁的初步研究[J];广州大学学报(自然科学版);2004年02期
4 杨勇新;;纤维增强复合材料(FRP)的耐久性[J];中国建材科技;2010年S1期
5 张奕薇,梁启雄;FRP加固法在混凝土结构中的应用[J];中州煤炭;2004年02期
6 魏巍,李宪武,宁丽莎;FRP在混凝土结构构件维修加固中的应用[J];辽宁工学院学报;2004年01期
7 王双剑,王元丰;轴心受压FRP约束混凝土柱应力-应变关系曲线计算[J];特种结构;2004年02期
8 王双剑,王元丰;FRP约束混凝土轴心受压短柱承载力计算分析[J];玻璃钢/复合材料;2004年03期
9 周乐;王连广;王强稳;李绥;;FRP加固SRHC梁界限破坏时抗弯承载力计算[J];工业建筑;2007年S1期
10 宁春义;;预应力高强纤维布加固技术及其工程实践[J];山西建筑;2008年34期
11 郑怡;李莉;刘明;许嘉龙;;FRP与砌体界面的粘结承载力[J];沈阳建筑大学学报(自然科学版);2010年01期
12 高宏;张继文;;土木工程用FRP材料的疲劳性能研究[J];江苏建筑;2006年01期
13 杨勇新;岳清瑞;郭春红;赵颜;才鹏;;FRP耐久性评价方法[J];工业建筑;2006年08期
14 刘弋;薛金科;匡亚川;;FRP锚杆研究现状及其分析[J];工业建筑;2010年S1期
15 蒋田勇;方志;;FRP筋粘结式锚具的界面径向弹性模量分析[J];计算力学学报;2011年01期
16 罗俊;RTM技术与客车制造业[J];客车技术与研究;1998年02期
17 贾媛;;对FRP加固钢筋混凝土柱问题的初探[J];科学之友(B版);2007年06期
18 陶文斌,张磊,刘霞;印制电路用挠性覆铜箔聚酯薄膜(CPETP-111)及涂胶薄膜(PETP-111)的研制[J];绝缘材料通讯;1997年03期
19 李永德,朱明;FRP加固修复混凝土用粘结材料的研究(1)底层涂料[J];化学建材;2001年03期
20 刘克龙,姚卫星,余雄庆,穆雪峰,薛飞,黄爱凤;复合材料的安全系数统计分析[J];南京航空航天大学学报;2004年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郑宇宙;王兴国;陈红强;;悬臂梁支座附近表层嵌入FRP筋后性能研究[A];第20届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2011年
2 胡程鹤;;FRP的刚度对梁的极限承载力的影响[A];第十一届后张预应力学术交流会论文集[C];2011年
3 吴宇飞;;新技术使FRP应用更安全(英文)[A];第七届全国建设工程FRP应用学术交流会论文集[C];2011年
4 赵晓林;;FRP Strengthening of Metallic Structures subject to Fatigue Loading[A];第七届全国建设工程FRP应用学术交流会论文集[C];2011年
5 潘云锋;郑愚;于国友;;对FRP筋混凝土桥梁面板承载力性能的非线性有限元分析[A];2011复合材料桥梁技术研讨会论文集[C];2011年
6 Scott T.SMITH;;ANCHORAGE OF EXTERNALLY BONDED FRP STRENGTHENING SYSTEMS[A];第七届全国建设工程FRP应用学术交流会论文集[C];2011年
7 陈明秀;彭亚萍;;混凝土结构表面粘贴FRP加固效率影响因素分析[A];第七届全国建设工程FRP应用学术交流会论文集[C];2011年
8 彭晖;张建仁;何贤锋;蒋鑫;;表层嵌贴预应力FRP板条加固混凝土受弯构件的试验研究[A];第20届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2011年
9 孟履祥;陶学康;;纤维塑料筋(FRP筋)有粘结及无粘结部分预应力混凝土梁短期刚度试验研究[A];第十一届后张预应力学术交流会论文集[C];2011年
10 朱虹;施嘉伟;吴智深;Hesham Diab;;快速荷载下FRP片材-混凝土界面性能试验研究[A];第七届全国建设工程FRP应用学术交流会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈瑛;双材料梁界面力学模型及其在FRP-混凝土界面断裂研究中的应用[D];河海大学;2006年
2 栗青;FRP加固钢筋混凝土梁/板的逐渐破坏和承载能力研究[D];东北大学;2007年
3 冯鹏;新型FRP空心桥面板的设计开发与受力性能研究[D];清华大学;2004年
4 胡程鹤;改进的复合粘结FRP技术的试验研究[D];大连理工大学;2011年
5 NGUYEN PHAN ANH;浅表嵌入式FRP加固混凝土梁温度与持续荷载的界面效应研究[D];武汉理工大学;2012年
6 徐浩;混凝土动态计算本构新模型[D];中国科学技术大学;2013年
7 李建辉;混杂FRP及其加固腐蚀混凝土柱抗震性能试验与理论研究[D];北京工业大学;2010年
8 龚畅;FRP加固混凝土结构受力性能研究[D];湖南大学;2011年
9 胡波;FRP约束混凝土柱的受压性能研究[D];合肥工业大学;2010年
10 叶苏荣;基于梁段模型的FRP加固混凝土梁界面剥离破坏分析[D];汕头大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄羽立;FRP约束混凝土的分析与本构模型[D];清华大学;2005年
2 雷斌;AAR当量碱计算公式试验研究[D];南昌大学;2005年
3 郭红飞;底部矩形柱上部异形柱框架非线性分析[D];西南交通大学;2005年
4 刘芳;混凝土中氯离子浓度确定及耐蚀剂的作用[D];浙江大学;2006年
5 赵领志;钢板型钢—混凝土组合板试验研究及有限元分析[D];天津大学;2004年
6 钟业盛;镁质混凝土膨胀剂效能的研究[D];南京工业大学;2006年
7 李兴翠;新型混凝土引气剂POA-10的合成与性能研究[D];中南大学;2008年
8 蒋鹏;基于HHT的声发射信号处理研究[D];大庆石油学院;2009年
9 陈红强;内嵌FRP筋加固悬臂梁桥抗弯性能试验研究[D];河南理工大学;2010年
10 何艳涛;混杂FRP筋混凝土连续梁非线性有限元分析[D];武汉理工大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 王摘;混凝土布帐篷带来生活新概念[N];建筑时报;2008年
2 张宝程 宋宝书 常明杰;科研创新辟新路[N];保定日报;2007年
3 张凯;新疆建成西北最大混凝土生产基地[N];中国建材报;2006年
4 记者袁岚;中国混凝土与水泥制品协会召开常务理事会[N];中国建材报;2009年
5 王楠;拉法基联手布伊格建筑协会研发出Thermedia 0.6B系列混凝土[N];中国建材报;2010年
6 闻一;“混凝土时代”有望终结[N];中国经济导报;2005年
7 周长富 武明元;夏季混凝土施工技术[N];莱芜日报;2005年
8 姜珊;日本积极发展混凝土保水养护片材[N];中国纺织报;2006年
9 何建涛;2006年度混凝土产量突破93万方[N];建筑时报;2007年
10 徐中华;海阳核电可行性报告开始审查[N];烟台日报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978