碳纖維薄壁箱梁幾何非線性特性試驗(yàn)研究.pdf

1、在現(xiàn)代社會中碳纖維復(fù)合材料已被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，建筑、航空、汽車，娛樂健身器材等，主要原因是碳纖維復(fù)合材料具有很好的力學(xué)性能，同時(shí)還具有很好的功能性。近年來，碳纖維復(fù)合材料常常用作結(jié)構(gòu)的修復(fù)和加固，并取到了很好的效果，所以這就引發(fā)許多學(xué)者對復(fù)合材料更深的探究，如把碳纖維復(fù)合材料制成薄壁箱梁應(yīng)用到實(shí)際結(jié)構(gòu)，但是目前對于碳纖維復(fù)合材料箱梁的研究還處于初級階段，雖在很多方面已取得了一些成果，但是有很多方面的理論還不夠成熟，相關(guān)規(guī)范還不完善。

2、本文基于上面的介紹，從數(shù)值模擬和試驗(yàn)兩方面對碳纖維復(fù)合材料薄壁箱梁幾何非線性方面做一些探討，以供工程實(shí)踐參考。
　　為了能順利地完成論文，首先對復(fù)合材料的定義做了介紹，說明了碳纖維復(fù)合材料的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用，指出了在工程應(yīng)用時(shí)存在的問題，介紹了復(fù)合材料的發(fā)展現(xiàn)狀，簡單介紹了復(fù)合材料在建筑領(lǐng)域特別是在橋梁加固、斜拉橋拉索、預(yù)應(yīng)力筋中的應(yīng)用;其次簡要介紹了剪力滯后效應(yīng)的概念，舉例說明了剪力滯后效應(yīng)對工程結(jié)構(gòu)的影響，總結(jié)了前人研究剪力滯后效

3、應(yīng)的方法，另外介紹了幾何非線性的概念，說明了研究結(jié)構(gòu)幾何非線性的重要性，總結(jié)了幾何非線性的解析方法;再次是數(shù)值模擬方面，該部分主要是為了和第四章的試驗(yàn)部分作對比，利用Ansys軟件對不同鋪層、不同跨度、不同荷載比作用下的薄壁箱梁進(jìn)行數(shù)值分析，整理數(shù)據(jù)得出一些幾何非線性和剪力滯后效應(yīng)變化的規(guī)律;最后是試驗(yàn)部分，這部分首先對碳纖維單層板做抗拉試驗(yàn)，得到材料的彈性模量和泊松比，為后面的試驗(yàn)和第三章的數(shù)值模擬部分做鋪墊;其次對不同鋪層角度的層合

4、板做抗拉試驗(yàn)，得到相應(yīng)鋪層下層合板的彈性模量和泊松比;最后是對不同鋪層的層合板粘合而成的薄壁箱梁做軸向、豎向力共同作用下的彎壓實(shí)驗(yàn)，以研究在碳纖維鋪層、箱梁跨度、荷載變化的情況下，碳纖維復(fù)合材料箱梁的幾何非線性效應(yīng)的變化。
　　論文從數(shù)值模擬和試驗(yàn)兩方面對彎壓作用下的復(fù)合材料薄壁箱梁進(jìn)行研究，通過分析可知，鋪層角度、跨寬比、荷載比對箱梁幾何非線性及剪力滯后效應(yīng)影響很大，且對兩者的影響程度恰好相反，所以為了減小或消除其影響，應(yīng)從鋪層