导　　师： 刘爱荣

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 广州大学

摘　　要： 玻璃纤维增强复合材料(Glass Fiber-reinforced Polymer,简称GFRP)以其质轻高强、耐腐蚀强和可设计性高等优越的性能,应用日益显著。在过去的几十年来,国内外已经建成多座GFRP拱桥,但对于其稳定性研究却很少见。本文首次开展了任意径向集中力作用下的GFRP圆弧拱的试验研究,具体研究内容如下:首次设计了拱结构任意径向加载的试验装置,对不同矢跨比和铺层方式的GFRP圆弧拱进行多点径向加载试验,并使用有限元软件进行模拟分析。(1)GFRP材性试验。根据规范对0°、90°和45°铺角的GFRP板试件分别进行了拉伸试验和剪切试验,测得了对应的弹性模量和泊松比等基本力学参数,为GFRP圆弧拱加载试验以及有限元数值模拟提供基本的力学参数。(2)自主研发了拱任意径向自动加载试验系统。该系统主要由电动滑轨、夹具组合和固定支座组成。该加载系统能实现拱的任意径向位置全自动加载,可调节加载位置、速度和加载步长,实时采集拱的荷载位移曲线,自动跟踪拱失稳过程的平衡路径,捕捉其失稳上、下极值点;系统稳定、可靠和高效。(3)任意径向集中力下GFRP圆弧拱的稳定性试验研究。获得了矢跨比1/8～1/3的GFRP圆弧拱在加载位置η分为0、0.1、0.2、0.25以及0.3的平衡路径,以及失稳上极值点和下极值点,揭示了矢跨比和加载位置对GFRP圆弧拱的稳定性影响规律;探讨了斜角度铺层(0°、15°、30°、45°、60°、75°)、三向角度铺层([0 45 90]s、[0 9045]s、[45 0 90]s、[90 0 45]s、[45 90 0]s)对GFRP圆弧拱的稳定性的影响。(4)任意径向集中力下GFRP圆弧拱的稳定性数值分析。基于材性试验参数,采用有限元软件ANSYS18.0建立了各试验工况对应的GFRP有限元数值分析模型,获得了荷载-位移曲线的数值结果,并与试验结果进行了比对分析,发现二者非常吻合,验证了试验数据的可靠性以及有限元模型的�

关 键 词： 圆弧拱 任意径向集中力 面内稳定性 试验研究 有限元模拟

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