《拉擠GFRP型材翼緣-腹板結合部受力機理及疲勞性能研究》是依託同濟大學，由劉玉擎擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：拉擠GFRP型材翼緣-腹板結合部受力機理及疲勞性能研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉玉擎
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
拉擠玻璃纖維增強複合材料（GFRP）型材可用於橋樑的主要承重構件或加固構件，是僅次於鋼材、混凝土的第三種主要建築材料，具有很好的套用前景。橋樑用拉擠GFRP型材有工字型、槽型等截面形式，與鋼結構型材不同，其翼緣與腹板結合部由彎折的纖維織物-樹脂鋪層構成，易形成富膠區。結合部構造複雜且各向異性，在彎、剪、扭等作用下，結合部富膠區極易產生層間損傷，使GFRP型材整體性能難以發揮。.本研究擬綜合運用斷裂、損傷及複合材料力學理論，從細觀層次上揭示GFRP型材結合部富膠區層間損傷機理，建立結合部富膠區裂紋粘聚力本構關係，通過研究結合部鋪層構造改進和短纖維增韌技術，從而達到提高結合部層間性能的目的。在巨觀層次上開展結合部靜力及疲勞性能試驗，探究結合部拉伸、剪下及扭轉受力機理，建立結合部承載力計算方法和疲勞壽命預測方法。其目標為拉擠GFRP型材翼緣與腹板結合部合理設計提供理論基礎。
結題摘要
橋樑中採用的拉擠GFRP型材有工字型、槽型等截面形式，其翼緣與腹板結合部由彎折的纖維織物-樹脂鋪層構成，易形成富膠區。因此，本課題將拉擠GFRP型材的翼緣-腹板結合部作為研究對象，開展了如下研究：（1）提出了新型損傷擴展準則和拉擠型材單層板厚度、纖維體積率評估方法，針對土木工程領域拉擠GFRP型材的特點，編制了可模擬單層板剪下非線性、載入/卸載的三維漸進失效材料用戶子程式。（2）設計了新型結合部拉伸、剪下和彎曲試驗裝置，對6種不同FRP型材翼緣-腹板結合部開展試驗，得到了結合部拉伸、彎曲及剪下性能承載力和剛度，提出了結合部三折線模型和雙摺線模型，並根據試驗結果確定三折線模型和雙摺線模型參數。（3）開展了結合部濕熱老化拉伸、彎曲、剪下性能加速試驗，獲得了結合部拉伸、彎曲和剪下性能在濕熱環境中隨時間變化規律，試驗結果表明濕熱老化對結合部彎曲性能影響最大，對結合部剪下性能影響次之，對結合部拉伸性能影響最小；（4）為研究結合部疲勞性能，開展了GFRP橋面板輪載疲勞試驗，得到了不同荷載水平下的疲勞壽命、破壞模態，試驗結果表明橋面板的剛度退化十分有限。
