| 【中文题名】 | 铝合金—碳纤维组合梁受弯试验研究 |
| 【英文题名】 | Experimental Research on Flexural Behavior of Aluminium Alloy-CFRP Composite Beams |
| 【学科专业】 | 结构工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-9-5 |
| 【中关键词】 | 铝合金,碳纤维布,组合梁,屈曲,有限元, |
| 【英关键词】 | aluminum alloy,CFRP sheets,composite beams,lateral buckling,FEA, |
| 【分类导航】 | 工业技术>建筑科学>建筑结构>组合结构>其他组合结构> |
| 【论文摘要】 | 铝合金材料在实际工程中已经得到广泛应用，但挠度太大、容易发生局部失稳等不足，必然会限制它使用范围的扩大。同时，碳纤维布在混凝土结构加固领域已经得到广泛应用，且理论较为成熟。本文尝试用碳纤维布加固薄壁铝合金梁，对铝合金—碳纤维组合梁进行一些探讨和研究，主要研究内容和结论有：
1．通过两组试件(11根试验梁)受弯试验，表明用碳纤维布对薄壁铝合金梁进行加固，可以较明显地提高其极限失稳承载力，可以抑制梁跨中挠度的发展。因而，这种加固方法是可行的。
2．在试验数据分析基础上，笔者认为铝合金—碳纤维组合梁在荷载上升阶段是近似符合平截面假定的，并将整个过程分为完全符合平截面假定、基本符合平截面假定、与平截面假定有明显偏差3个阶段。
3．试验梁局部屈曲失稳具有一定脆性，笔者提出的“拐点”、“零点”建议，可较好地预测屈曲现象的发生。
4．对铝合金—碳纤维组合梁进行有限元仿真分析，得到的极限承载力、破坏形态、梁底碳纤维布应力(应变)分布、荷载—跨中挠度曲线等，数值与试验实测值大致吻合、曲线变化规律一致。 |
| 【论文题纲】 |
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第一章 绪论 |
12-20 |
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1.1 铝合金简介 |
12-13 |
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1.1.1 起源 |
12 |
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1.1.2 物理力学性能 |
12 |
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1.1.3 优点 |
12-13 |
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1.2 铝合金的工程应用 |
13-15 |
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1.2.1 航空、交通运输行业 |
13 |
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1.2.2 土木工程 |
13-15 |
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1.2.3 规范颁布情况 |
15 |
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1.3 铝合金存在的问题 |
15-16 |
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1.3.1 挠度过大 |
15-16 |
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1.3.2 局部失稳 |
16 |
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1.4 碳纤维加固现状 |
16-18 |
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1.4.1 国外研究现状综述 |
16-17 |
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1.4.2 国内研究现状综述 |
17-18 |
|
1.5 本论文工作 |
18-20 |
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1.5.1 意义和目的 |
18 |
|
1.5.2 内容和方法 |
18-20 |
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第二章 铝合金─碳纤维组合梁受弯试验 |
20-38 |
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2.1 试验准备 |
20-23 |
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2.1.1 实验材料 |
20-21 |
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2.1.2 实验仪器 |
21-22 |
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2.1.3 试验加载设备 |
22-23 |
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2.2 材性试验 |
23-29 |
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2.2.1 铝合金 |
23-25 |
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2.2.2 CFRP布 |
25-27 |
|
2.2.3 L750S(夏)胶 |
27-29 |
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2.3 试验方案 |
29-33 |
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2.3.1 试验目的 |
29 |
|
2.3.2 试件设计 |
29 |
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2.3.3 应变片测点布置 |
29-31 |
|
2.3.4 加载方式 |
31-32 |
|
2.3.5 观测内容 |
32-33 |
|
2.4 CFRP粘贴工艺 |
33 |
|
2.5 试验现象 |
33-38 |
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2.5.1 试验注意事项 |
33 |
|
2.5.2 试验现象 |
33-38 |
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第三章 试验结果分析 |
38-59 |
|
3.1 极限承载力 |
38 |
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3.2 第一组试件 |
38-49 |
|
3.2.1 荷载─跨中挠度曲线 |
38-40 |
|
3.2.2 平截面假定 |
40-46 |
|
3.2.3 梁底CFRP布应力分布 |
46-49 |
|
3.3 第二组试件 |
49-57 |
|
3.3.1 荷载─跨中挠度曲线 |
49-50 |
|
3.3.2 垫块下方梁侧测点应变变化规律 |
50-57 |
|
3.4 本章小结 |
57-59 |
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第四章 铝合金─碳纤维组合梁非线性有限元分析 |
59-74 |
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4.1 ANSYS~(?)简介 |
59 |
|
4.2 有限元建模 |
59-62 |
|
4.2.1 单元选择 |
59-60 |
|
4.2.2 材料本构关系 |
60-61 |
|
4.2.3 创建模型 |
61-62 |
|
4.2.4 施加荷载 |
62 |
|
4.2.5 求解 |
62 |
|
4.3 计算结果及分析 |
62-72 |
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4.3.1 各梁极限承载力结果汇总 |
62 |
|
4.3.2 破坏形态 |
62-66 |
|
4.3.3 梁底 CFRP布应变分布 |
66-67 |
|
4.3.4 荷载─跨中挠度曲线 |
67-71 |
|
4.3.5 挠度比较 |
71-72 |
|
4.4 本章小结 |
72-74 |
|
第五章 结论与展望 |
74-76 |
|
5.1 全文结论 |
74 |
|
5.2 后续研究建议 |
74-76 |
|
参考文献 |
76-80 |
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致谢 |
80-81 |
|
攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
81-82 |
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附录 A 铝合金检验报告 |
82-83 |
|
附录 B 碳纤维布检验报告 |
83 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.122657 |
