【摘 要】
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碳纤维-钢-高性能水泥基复合材料组合梁是由三种不同材料组合而成的结构,主要利用三种不同材料各自的优势,使得组合结构充分利用材料性能。相对于常规组合梁桥,碳纤维-钢-高性能水泥基复合材料组合梁存在两个滑移面,使得组合梁的变形状态和受力状态变得复杂。为了更全面地揭示组合梁在竖向荷载作用下的破坏形态、挠度特征和应变特征等静力响应变化规律,设计制作碳纤维板-槽钢-高性能水泥基复合材料组合梁,进行室内荷载试
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碳纤维-钢-高性能水泥基复合材料组合梁是由三种不同材料组合而成的结构,主要利用三种不同材料各自的优势,使得组合结构充分利用材料性能。相对于常规组合梁桥,碳纤维-钢-高性能水泥基复合材料组合梁存在两个滑移面,使得组合梁的变形状态和受力状态变得复杂。为了更全面地揭示组合梁在竖向荷载作用下的破坏形态、挠度特征和应变特征等静力响应变化规律,设计制作碳纤维板-槽钢-高性能水泥基复合材料组合梁,进行室内荷载试验,并利用有限元软件ANSYS加以验证。主要研究内容包括:1.利用常规原材料和普通成型工艺流程进行高性能水泥基复合材料抗压强度正交试验,并利用极差分析和层次分析法,得出各因素各水平的影响顺序和优选方案。2.通过对正交试验中高性能水泥基复合材料进行微观分析,观察不同强度试件的各相几何特征,并对高性能水泥基复合材料的宏观性能形成机理进一步分析。3.定量分析推出试验中栓钉连接件的受力状态和荷载-滑移关系及通过弹性模量试验得出应力-应变曲线和弹性模量,同时利用有限元分析软件ANSYS建立推出试样的非线性仿真模型,计算得到栓钉连接件的荷载-滑移曲线及混凝土板、栓钉和工字钢的应力分布。4.对组合梁进行室内试验研究,并进行仿真模拟分析。基于有限元软件ANSYS,建立试验梁空间有限元仿真模型,通过试验实测结果与仿真模拟结果对比验证,以确定ANSYS有限元模型分析组合梁静力响应的合理性和准确性。
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