纵向腹板增强泡沫夹芯梁的疲劳性能

纤维增强复合材料(FRP)结构因其轻质高强的特性正逐渐被应用于工程中,其中FRP夹层结构又因其特性优于一般FRP结构,具有更广的工程前景,其在疲劳方面的性能也具有更强的工程意义,而FRP夹层结构在疲劳方面的表现至今很少有相关的研究。真空导入玻璃纤维增强树脂基复合材料(GFRP)腹板增强夹芯梁作为本次试验对象,试验梁的设计参照ASTM-C393,试验梁分为无腹板、纵向腹板两种。采用MTS-370型电液伺服疲劳试验机进行四点弯循环加载的疲劳性能试验,加载采用了正弦波的加载方式,加载频率取2 Hz,根据试验结果评价并分析腹板增强夹芯梁的疲劳性能。试验结果表明:纵向腹板增强夹芯梁在疲劳周期荷载作用下的疲劳性能优于无腹板加强的夹芯梁,其良好的疲劳性能使其展现出宽广的工程前景。

格构腹板增强型泡沫复合材料夹层结构腹板平面内屈曲分析

利用有限元数值模拟研究了在平面内荷载作用下,腹板间距、腹板高度、泡沫芯材弹性模量等因素对格构腹板增强型泡沫夹层结构腹板屈曲性能的影响。结合有限元分析结果提出半波数基床系数,采用文克尔地基模型模拟泡沫芯材对格构腹板增强型泡沫复合材料夹层结构腹板的弹性支撑作用,基于Ritz法提出腹板平面内荷载作用下屈曲荷载理论分析方法和计算公式。分析表明:泡沫芯材的存在使得腹板的屈曲特性不同于无芯材时屈曲特性,随腹板高度增加屈曲荷载表现出平稳增加的趋势,屈曲形态呈现出多峰特征的褶皱;腹板间距和高度较大时,泡沫芯材的支撑对腹板的稳定起到主导作用;理论方法分析结果、有限元结果以及试验数据总体上一致。

双向纤维腹板增强复合材料夹层板受弯性能实验研究

采用真空导入成型工艺,制备出双向纤维腹板增强复合材料夹层板。在四边简支条件下,对无腹板增强、不同腹板高度和间距的试件进行了集中加载实验,研究其受弯承载力、破坏形态等。结果表明:用双向纤维腹板来增强复合材料夹层板,可显著提高试件承载能力,还能有效减缓面层的剥离破坏;与此同时,腹板高度和间距的减小能减缓面板剥离现象;随着腹板高度增加和腹板间距减小,抗弯能力得到显著提高;增加腹板高度还能有效减小夹层板跨中挠度,但腹板间距对跨中挠度的影响并不明显。

广深高速(沿江)大桥复合材料防撞结构准静态压缩吸能试验研究

对应用于广深沿江高速公路(深圳段)通航孔桥梁中的复合材料防撞结构进行准静态压缩吸能试验研究,采用真空导入成型工艺制备了多种格构腹板增强泡沫夹芯复合材料试件,分析了其结构参数对抗压强度、屈服承载力以及能量吸收的影响。试验结果表明,腹板增强泡沫夹芯复合材料屈服承载力以及吸能特性要比无腹板增强的有较大的提高。腹板的厚度和腹板间距对抗压强度、屈服承载力以及吸能特性影响较大,而且泡沫芯材密度和腹板高度对之影响较小。