FRP细长压杆临界力研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sunyulong378
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纤维增强复合材料(FRP)凭借其轻质高强、耐腐蚀等特性逐渐应用于大跨度、索穹顶等重要的结构中,而FRP作为结构的主要承力构件,其轴心受压的稳定性成为影响整个结构安全的主要因素。本文基于两步法压力成型得到的FRP细长矩形杆件,对其轴心受压的稳定性进行了研究。首先对本文所研究的FRP构件进行了材性试验,得到其基本的力学性能参数,同时根据FRP细观力学的相关知识对FRP的力学性能进行理论推导,保证试验结果的准确性。然后,运用XL3410S型多功能压杆稳定试验装置对FRP细长矩形杆件进行了压杆临界力的测试,试验中通过改变杆件两端的边界约束条件,比较了不同约束条件下压杆临界力的不同;改变杆件的长度,比较了不同长细比对临界力的影响。同时对长度相同、构成不同的FRP杆件进行压杆稳定试验,比较其临界力的主要影响因素;最后对拉挤成型与两步法压力成型两种成型方式下的杆件进行压杆稳定试验,比较其压杆临界力的不同。通过数值模拟的方法对FRP轴心受压构件进行了有限元分析,将有限元结果与试验结果进行对比分析,并对不同径厚比的管材进行了有限元分析,观察不同径厚比下杆件临界力的规律。最后,比较两种欧拉公式和经验公式之间的区别,同时将每种公式的计算结果与实际值进行比较,提出修正的欧拉公式可以很好的预测矩形FRP构件的临界力。考虑到FRP杆件存在初始弯曲,于是提出了修正的柏利公式,可以比较精确的计算考虑初始弯曲的压杆临界力。
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