吴中元
,
方海
,
刘伟庆
,
祝露
,
齐玉军
玻璃钢/复合材料
复合材料及其夹层结构具有轻质高强、耐腐蚀、节能保温等特点,以玻璃纤维增强复合材料作为面层和格构腹板,以泡桐木为芯材,采用真空导入成型工艺,制备出格构腹板式界面增加泡桐木夹芯复合材料梁.在保持试件总尺寸不变条件下,对木梁、无格构木芯梁、格构木芯梁进行了平面、侧面四点受弯性能试验研究对比.得出如下结论:同一种构造试件平面受压时所受的极限承载力和刚度比侧面受压时所受的极限承载力和刚度高;无格构木芯梁、格构木芯梁试件所受的极限承载力和刚度比木梁试件所受的极限承载力和刚度有明显的提高;格构木芯梁试件所受的极限承载力和刚度比无格构木芯梁试件所受的极限承载力和刚度有一定的提高.
关键词:
复合材料
,
格构腹板
,
受弯性能
,
木芯梁
赵凯
,
周叮
,
刘伟庆
,
方海
玻璃钢/复合材料
将层合梁粘结层形成的浸透层考虑为功能梯度层,并假设弹性模量在浸透层内沿厚度指数变化,泊松比为常数,利用平面应力弹性力学问题的基本方程,导出满足控制微分方程和两端简支边界条件的位移函数的一般解,然后根据层合梁上下表面的边界条件确定待定系数,带回递推公式得到整个层合梁的应力和位移分布.对三明治梁进行了精细化分析,结果显示浸透层的存在对减小界面层的应力突变和梁的整体位移有一定的积极作用,浸透层的厚度越大,效果越明显.
关键词:
复合材料
,
梁
,
浸透层
,
功能梯度
,
弹性力学解
张富宾
,
刘伟庆
,
齐玉军
,
方海
玻璃钢/复合材料
考虑芯材局部压陷效应,对泡沫夹芯复合材料夹层梁整体及局部弯曲力学性能进行研究.分析了上面板厚度对夹层梁整体及局部弯曲力学性能影响规律.首先,对三种不同厚度上面板夹层梁进行三点弯曲试验,结果表明,夹层梁破坏模式为芯材压陷破坏和芯材剪切破坏;上面板厚度越大,夹层梁极限承载力越大;增大上面板厚度能有效减弱加载点位置芯材局部压陷效应.其次,基于考虑芯材竖向压缩变形的高阶剪切变形理论,对试验梁整体及局部弯曲受力机理进行分析,得到夹层梁上、下面板不同位置挠度及应变的分布规律.最后,对不同试验梁极限承载力进行理论分析,并与试验结果对比.
关键词:
复合材料
,
夹层梁
,
面板厚度
,
弯曲
,
局部压陷
,
真空导入工艺
刘伟庆
,
方海
,
祝露
,
庄勇
,
周叮
玻璃钢/复合材料
准确预测船撞作用下的桥墩受力值,对评估船桥碰撞后桥梁的安全性及进行合理防撞结构设计具有重要意义.由于船舶与桥梁均具有复杂的结构形式和受力行为,因此船撞力的准确计算目前主要借助于有限元数值模拟.本文围绕润扬长江大桥北叉斜拉桥展开防撞设计,首先应用经验公式预估船撞力,然后通过ANSYS/LS-DYNA非线性有限元软件模拟了3000t级船舶满载正撞、满载正桥向20°和满载侧桥向20°撞击北汊桥的下塔柱,归纳在各种工况下的碰撞能量和碰撞力时程曲线,进而与经验公式值进行对比;在此基础上,进行了桥梁防船撞系统的结构设计,并利用有限元软件分析对比桥墩是否设置防撞系统两种工况下所受的撞击力值.研究结果表明,各国经验公式计算结果相差较大,必须结合有限元仿真模拟计算船撞力;同时本文设计的自浮式D350型圆形截面复合材料防船撞系统具有大变形能力与良好的缓冲吸能效果,可以同时减轻桥墩与船舶的受损程度;有限元分析表明桥墩设置防撞系统后,所受的撞击力可下降34％.
关键词:
船-桥碰撞
,
撞击力
,
复合材料
,
防撞设计
,
数值模拟
余轶
,
刘伟庆
,
万里
,
方海
玻璃钢/复合材料
在夹层结构内部,缺陷会使热量在物体中的传导出现差异,导致物体表面出现温度和红外辐射特征差异.基于该原理,采用有限元方法,对含内部缺陷的夹层结构分别进行了稳态、瞬态下的参数分析,与红外热像实际检测结果做了对比,得出了一般红外方法对于夹层结构的缺陷识别精度,并且分析了部分影响因素对检测结果的影响,给出了使用红外热像检测法对夹层结构内部缺陷进行无损检测的建议.
关键词:
夹层结构
,
缺陷
,
红外热波检测
,
有限元分析
刘子建
,
刘伟庆
,
万里
,
方海
,
陆伟东
材料科学与工程学报
设计并制备了双向纤维腹板增强复合材料夹层梁,对其受弯性能进行了四点弯曲试验研究,开展单、双向格构夹层梁性能对比分析,研究不同腹板高度、厚度对夹层梁受弯性能的影响,基于经典夹层梁理论及简支梁受弯基本理论,研究夹层梁破坏模式和机理。试验结果表明：双向格构腹板增强形式能有效提高该夹层结构的极限变形能力与受弯极限承载力,且随着试件厚度加大提高作用更明显;保持夹层梁基本参数不变,增加试件高度有利于提高刚度,增强夹层梁极限承载力;单一增加腹板厚度有益于提高该夹层梁的极限变形能力,但不能明显提高其极限承载力。理论分析表明：采用铁木辛柯梁理论求得的挠度理论值与实验值吻合较好。
关键词:
夹层结构
,
纵向纤维腹板
,
横向纤维腹板
,
弯曲性能
齐玉军
,
熊伟
,
刘伟庆
,
陆伟东
,
方海
,
万里
玻璃钢/复合材料
FRP拉挤夹芯型材是指采用拉挤成型工艺制作的复合材料夹芯构件,其外侧为FRP面层,内部为泡沫、轻木等轻质芯材,具有轻质高强、局部承压能力强、FRP面板不易屈曲、生产效率高、质量稳定等优点.以泡桐木和杨木等轻木、无碱玻璃纤维以及不饱和聚酯树脂为原材料,对FRP夹芯型材的拉挤成型工艺进行了研究,成功制造了不同截面形式的FRP拉挤夹芯型材,并对其界面性能、弯曲性能、轴心受压性能进行了试验研究.对FRP拉挤夹芯型材的工程应用进行了探讨,并对实际工程——玉竹楼项目进行了介绍.
关键词:
复合材料拉挤夹芯型材
,
拉挤工艺
,
夹芯复合材料框架结构
,
复合材料夹芯桥面板
祝露
,
刘伟庆
,
方海
,
周叮
玻璃钢/复合材料
围绕常溧线航道升级改造需要,研发了一种固定式复合材料防撞护舷,通过ANSYS/LS-DYNA有限元软件计算了防撞消能效果,采用真空导入工艺实现了工业化制造,通过钢管混凝土定位桩和膨胀螺栓实现了防撞护舷与桥墩之间的连接.结果表明,设置端头防撞护舷后,桥墩受到的最大横桥向船撞力下降38.0％;设置侧面防撞护舷后,桥墩沿横桥向、顺桥向方向受到的最大船撞力分别削减了41.8％、29.3％.复合材料防撞护舷性能优异,能大幅削减船撞力,有效保护桥梁结构安全,适应航道升级改造的需要,为内河航道桥梁的防撞保护提供了新的思路.
关键词:
复合材料防撞护舷
,
有限元
,
船撞力
,
真空导入
钱震
,
方海
,
刘伟庆
,
欧阳懿桢
,
庄勇
玻璃钢/复合材料
采用一种新型的带蒙皮FRP格栅,在其上浇筑混凝土制备桥面板.采用换算截面法推导了带蒙皮FRP格栅-混凝土组合板截面在使用阶段的截面有效抗弯刚度,并通过材料力学的方法推导了板件跨中挠度的计算公式.依据相关规范进行带蒙皮FRP格栅-混凝土组合桥面板的设计并给出设计实例及计算方法.验算结果表明,带蒙皮FRP格栅-混凝土桥面板应用于混凝土-复合材料组合桥梁结构较为可行.
关键词:
蒙皮
,
FRP格珊
,
跨中挠度
,
桥面板
