摘要：为研究多层加筋垫层自身极限承载特性,考虑多层土工格栅的加筋作用,假设加筋垫层为层合板,并根据静力平衡条件和应变连续条件,分析得出加筋垫层的极限承载能力计算方法,通过室内试验对理论推导公式进行结果验证。研究结果表明:理论计算与试验结果吻合较好;随着格栅层数、垫层厚度、碎石抗剪强度的增加,多层加筋垫层自身极限承载能力增强;随着桩间距和底层格栅距桩帽距离的增大,多层加筋垫层自身极限承载能力降低。

摘要：纤维单向布置导致FRP拉挤型材抗剪强度极低、易在腹板发生纵向剪切破坏,为有效克服这一缺点,提出一种针对FRP拉挤型材的二次成型工艺。该工艺以FRP拉挤型材、FRP纤维布和树脂为原料;在两个FRP拉挤型材腹板间手糊中间夹层,施加法向螺栓预紧力以保证各部分共同工作。为检验二次成型FRP拉挤型材构件及FRP-混凝土组合梁的力学性能,文中共测试20个直剪试件、2根短梁和4根FRP-混凝土组合梁,试验结果表明二次成型FRP腹板剪切强度较原FRP拉挤型材提高28%,极限剪应变达到原FRP拉挤型材的2.8倍,剪力达到峰值后只下降约20%。基于层合板理论和最大剪应变失效准则,推导出适用于此工艺的剪切刚度和剪切强度计算方法,计算结果和试验值吻合良好。利用适合于FRP的强度储备指标对二次成型FRP剪切破坏的强度储备进行计算,给出设计建议。

摘要：并联机器人主动臂采用了碳纤维复合材料的轻量化设计,结合复合材料层合板相关理论,建立了碳纤维复合材料主动臂的有限元模型,分析了主动臂在极限工况下复合材料各层的应力状况。基于复合材料的单向板失效最小强度比和层间剪切失效系数,对复合材料的主动臂进行校核,结果表明主动臂的复合材料铺层设计满足设计要求。

摘要：基于Timoshenko梁理论,详细研究了功能梯度(Functionally graded,FG)形状记忆合金(Shape memory alloy,SMA)复合梁的热-力学行为。考虑SMA纤维体积分数按幂律函数沿梁厚度方向呈连续梯度变化,并给出了相应的等效参数。采用复合材料层合板理论,建立了可直接积分求解的控制微分方程。数值分析了不同边界条件下,FG参数、环境温度和SMA纤维铺设角度对复合梁的热-力学行为的影响。研究结果表明,复合梁的中性面位置与中面位置不重合,且SMA马氏体沿梁厚度方向不均匀分布。FG参数和环境温度的增加均增大了复合梁的刚度,而SMA纤维铺设角度的影响可以忽略不计。本工作为FG SMA结构的设计和应用提供了理论依据。

摘要：基于Tandon-Wend模型对单向非连续纤维增强复合材料的宏观弹性常数进行了预测,然后采用纤维长度和纤维取向两个特征变量,结合层合板理论预测纤维随机分布的非连续纤维增强复合材料的宏观弹性常数。最后通过实验验证了文中所述方法的准确性。结果表明,本文方法可以准确地预测纤维随机分布的非连续大线长纤维增强复合材料的宏观弹性常数。

摘要：为了准确计算复合材料等效刚度,指导复合材料设计过程中铺层角度的选择。该文基于经典层合板理论,建立了考虑拉剪耦合效应的三维层合板等效刚度计算方法。基于该方法对碳纤维/环氧树脂基复合材料板等效刚度随铺层角的变化趋势进行了分析,结果显示:随着铺层角θ1的增加,铺层方式为(θ_(1))_(25)/(θ_(2))_(25)的层合板的面内轴向刚度E_(x)、横向刚度E_(y)的变化曲线包含变化率显著不同的两个阶段;法向刚度E_(z)呈正弦变化趋势且当正交铺层时有最大值;面内剪切刚度G_(xy)在θ_(1)=45°且θ_(2)=135°时有最大值;面外剪切刚度G_(xz)和G_(yz)变化曲线关于θ_(2)=90°对称。通过比较层合板与单向板等效刚度发现,选择合适的铺层角度组合能够有效提高结构的法向刚度和面内剪切刚度。

摘要：应用层合板理论将夹层板等效为一个正交各向异性板,分别计算出了实体金属夹芯、金属泡沫夹芯、正六边形蜂窝夹芯、金属波纹板夹芯四种夹层板的等效刚度,再应用正交各向异性板理论和模态叠加原理分析了这四种夹层板在移动荷载作用下的动力学响应,并对此做了比较分析,得出移动荷载作用下正六边形蜂窝夹层板相对于其它三种夹层板更具有优越性,而实体金属夹层板是这四种夹层板中承载能力最差的。所得结果对桥梁,公路的建设具有一定的指导意义。

摘要：为研究复合材料开口加筋壁板承载能力和失效模式,设计实施了壁板压缩试验,并基于复合材料层合板剪切理论和金属塑性硬化理论建立了复合材料开口加筋壁板有限元模型,研究了边界条件对壁板承载能力的影响,提出在加载边施加简支及铰弹簧约束,较好地模拟了壁板压缩失效过程。通过对比发现,压缩试验与仿真计算的失效模式均为壁板中部弯曲,对于开口附近位移结果光测试验和仿真计算误差小于6.3%。采用二维Hashin准则和最大应力准则分别评估了各铺层纤维损伤趋势和桁条塑性特征,并结合承力构件损伤程度分析了开口加筋壁板的压缩破坏机制。