FRP(Fiber Reinforced Polymer)材料現存應力的檢測方法相對較少,針對預應力FRP片材找到一種簡便、可靠且能滿足工程實際要求的檢測方法具有十分重要的意義和價值。本文針對上述問題提出了預應力FRP片材現存應力的振動測試方法,并利用鉸式波形錨具張拉系統(tǒng)對不同長度的碳纖維板在不同張拉噸位條件下進行振動試驗,研究該方法的可行性以及分析其測試精度。本文主要做了以下幾個方面的工作:(1)大量查閱文獻,概述了一系列較為實用的預應力檢測方法及其原理,總結了其優(yōu)劣性。然后從振動力學的角度系統(tǒng)性的闡述了振動法測試預應力的原理以及弦振動原理中張拉力與頻率之間的關系,為后面的計算分析提供參考和依據。(2)本文從試驗的角度出發(fā),測試了不同長度的CFRP片材在不同張拉力條件下的振動頻率。引用頻差法計算自振頻率的階數,并利用平均法處理基頻的原理驗證了頻率階數計算的正確性,并對測試頻率的誤差進行了計算,驗證了頻率測試的準確性。同時,對張拉力和(f_n/n)~2進行了線性擬合,結果表明張拉力和頻率對應階數商的平方存在較好的一階線性關系,線性度較好,說明了碳纖維板的振動符合弦振動理論。(3)將測試的頻率代入弦理論張拉力—頻率公式反推張拉力的計算值,與張拉力的真實值進行比較,計算其相對誤差,并對試驗誤差的原因進行了分析說明,驗證了振動法測試碳纖維板現存應力的可行性和適用性。同時,對5組試驗方案的測試結果進行對比分析,當張拉力較大時(N≥50kN),測試結果精度較高,滿足工程誤差要求,提出了該方法的合理適用范圍。(4)依托加固工程進行了振動試驗研究,試驗結果表明了工程實際條件下的測試誤差相對于實驗室條件下偏大,當張拉力達到70kN時基本滿足工程實際要求,試驗結果整體符合實驗室條件下的規(guī)律,進一步驗證了上述結論的正確性,并且對工程實際條件下的誤差原因進行了分析。(5)闡述了頻率采樣和頻譜分析的原理,并分析了采樣和頻譜分析過程中產生誤差的原因以及頻率測試誤差對張拉力的影響。通過公式推導,得出了張拉力計算值與采樣率、頻率分辨率、采樣點數的關系,在測試過程中應該綜合考慮這三個參數,進行合理的選取。
【學位單位】：重慶交通大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TB301
【部分圖文】：

圖 1-1 全國公路總里程及公路密度統(tǒng)計圖的運輸能力在交通運輸中起到至關重要的作用，制約著交以前中國橋梁建設擬采用的設計規(guī)范荷載等級相對偏小，足，致使很多橋梁在自然環(huán)境和使用環(huán)境下出現了或多或中國的經濟快速發(fā)展，交通運輸業(yè)煥發(fā)了蓬勃生機，交通

結合多年的理論研究以及工程實踐經驗自主研發(fā)的波形齒夾具錨具有價格低廉、施工工藝簡單、預應力損失小、能極大程度發(fā)揮CFRP片材的抗拉強度，并也能適用于雙層甚至多層CFRP片材夾持錨固的優(yōu)點，如圖1-2所示為波形齒夾具錨張拉裝置系統(tǒng)。波形齒夾具錨主要由上波形齒板、下波形齒板、壓緊及鎖定裝置等組成，如圖1-3所示為波形齒夾具錨夾持工作示意圖、1-4所示為波形齒夾具錨結構示意圖。如果是夾持錨固雙層或者多層CFRP片材則需要在上、下波形齒板間增加一個加勁波形板。上波形齒板、下波形齒板、加勁波形齒板之間的接觸面是凹凸截面，可以無縫緊密的結合在一起。波形齒夾具錨的夾持錨固是靠CFRP片材與上、下波形齒板以及加勁波形板間的摩擦和粘結力來完成的，將三種裝置做成波形的凹凸形狀能有效的增大接觸面積，再利用壓緊和鎖定裝置傳遞的咬合力，使得CFRP片材能有效牢固的夾持住。波形齒夾具錨的成功研發(fā)解決了碳纖維板夾持工作中滑移的問題，而且由于該錨固系統(tǒng)主要由摩擦和粘結力來完成錨固工作，不會在夾持段產生集中的橫向剪切力，所以也完美的解決了CFRP片材偏心受拉的問題

的抗拉強度，并也能適用于雙層甚至多層CFRP片材夾持錨固的優(yōu)點，如圖1-2所示為波形齒夾具錨張拉裝置系統(tǒng)。波形齒夾具錨主要由上波形齒板、下波形齒板、壓緊及鎖定裝置等組成，如圖1-3所示為波形齒夾具錨夾持工作示意圖、1-4所示為波形齒夾具錨結構示意圖。如果是夾持錨固雙層或者多層CFRP片材則需要在上、下波形齒板間增加一個加勁波形板。上波形齒板、下波形齒板、加勁波形齒板之間的接觸面是凹凸截面，可以無縫緊密的結合在一起。波形齒夾具錨的夾持錨固是靠CFRP片材與上、下波形齒板以及加勁波形板間的摩擦和粘結力來完成的，將三種裝置做成波形的凹凸形狀能有效的增大接觸面積，再利用壓緊和鎖定裝置傳遞的咬合力，使得CFRP片材能有效牢固的夾持住。波形齒夾具錨的成功研發(fā)解決了碳纖維板夾持工作中滑移的問題，而且由于該錨固系統(tǒng)主要由摩擦和粘結力來完成錨固工作，不會在夾持段產生集中的橫向剪切力，所以也完美的解決了CFRP片材偏心受拉的問題，這對抗剪性能差的CFRP材料來說無疑是至關重要的。本文實驗研究用到的錨具即為卓靜團隊研發(fā)的波形齒?
【參考文獻】

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本文編號：2864996