FRP复合材料三角形夹芯桥面板的强度分析
[Abstract]:In recent years, FRP composite structures have been applied more and more in ocean, aviation engineering and bridge engineering. As a new type of bridge deck structure, FRP composite sandwich deck slab has the advantages of high specific strength, high design, high stability and good impact resistance. It has become one of the main bridge deck forms in composite bridge structure. Accurate and fast prediction of the strength of FRP composite sandwich deck is one of the key problems in its application. The main contents of this paper are as follows: (1) based on the energy method, beam theory and deformation coordination conditions, the equivalent elastic constants of FRP composite triangular sandwich deck are derived. It is proved that the effective elastic constants of FRP composite triangular sandwich bridge are significantly affected by panel constraints. Compared with the calculation results of the existing theory, it is shown that the formula of equivalent elastic constant in this paper has higher accuracy. In addition, the effects of geometric and material parameters on the equivalent elastic constants of FRP composite sandwich deck panels are also revealed. (2) based on phenomenological analysis and progressive damage theory, the failure criteria of FRP composite laminates are presented. The stiffness reduction scheme is integrated into the user subroutine usdfld of the finite element software abaqus, and the 3D solid model is established. The strength analysis of FRP composite laminates under uniaxial tensile / compression loads is carried out respectively. By comparing the finite element results with the experimental results, it is verified that the method is more accurate in predicting the ultimate strength of FRP composite laminated plates. In addition, the effects of different sizes and layers on the ultimate strength of FRP composite laminates are studied. (3) based on continuum damage theory and progressive damage theory, internal damage state variables and effective stresses are introduced. The user subprogram umat, of the finite element software abaqus is written to integrate the constitutive relation of FRP composite before and after failure, and the failure criterion is integrated into the finite element analysis, and the 3D solid model is established. The strength analysis of FRP composite laminates under uniaxial tensile / compression loads is carried out respectively. The evolution of internal damage state variables is controlled by the properties of FRP composites and the stress-strain states in which they are located. By comparing with the experimental results, it is shown that the strength analysis of FRP composite laminates by this method is closer to the actual situation. The prediction accuracy of ultimate strength is also higher. (4) the FBD600 of triangular sandwich deck plate of FRP composite material is simplified, and the 3D solid model is established, and the strength theory of composite material is combined. The strength of triangular sandwich deck of FRP composite under bending load was analyzed. The results of finite element analysis are in good agreement with the experimental results. The failure location distribution and damage propagation of FRP composite triangular sandwich deck after bending load are revealed. (5) according to the equivalent elastic constant formula of sandwich layer of triangle sandwich deck plate of FRP composite material, The bridge deck plate is equivalent to a three-layer composite laminated plate and the strength theory of the composite laminated plate is combined to realize the fast prediction of the bending limit load of the triangular sandwich deck plate of FRP composite material. The effectiveness of the method is verified by comparing the experimental results.
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:U441.4;U443.31
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,本文编号:2370927
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