發(fā)布時間：2020-07-23 15:11

【摘要】：依據(jù)交通部《交通運輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報》表明,至2016年末,中國公路里程約達(dá)到469.63萬公里。在正常車載循環(huán)作用下,混凝土路面的使用年限一般為20~40年,然而,值得注意的是,斷板、錯臺、接縫破壞是使路面過早破壞混凝土路面的三大病害。為了使水泥路面能夠達(dá)到設(shè)計的使用壽命,提高傳力桿在接縫處的傳荷能力,故對其力學(xué)性能的研究顯得尤為重要。本文從理論角度出發(fā),選用單參數(shù)地基模型,分析不同荷位下路面板底最大彎拉應(yīng)力。根據(jù)最不利荷載作用位置計算不同模量、尺寸、截面形式的傳力桿對接縫處的撓度值、相鄰路面板接縫處的GFRP傳力桿的相對彎沉量以及GFRP傳力桿與混凝土界面的接觸應(yīng)力的影響。針對國內(nèi)現(xiàn)有的復(fù)合材料工藝和施工方法,從影響GFRP傳力桿性能的細(xì)觀因素出發(fā),從理論角度研究纖維體積含量變化對復(fù)合材料傳力桿彈性模量的影響。利用ABAQUS有限元數(shù)值模擬方法對GFRP傳力桿進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,建立不同的纖維纏繞角度以及纖維體積含量的混凝土路面-復(fù)合材料傳力桿系統(tǒng)的三維有限元模型,研究其對接縫處路面彎沉量、混凝土傳力桿界面的最大拉壓應(yīng)力以及單根傳力桿傳遞的最大剪力值的影響。最終得到在車輪荷載作用下的各向異性復(fù)合材料傳力桿較優(yōu)的纖維纏繞角度和纖維體積含量,對復(fù)合材料傳力桿的設(shè)計提出參考性意見。針對鋼制傳力桿與GFRP傳力桿在軸載、溫度梯度梯度以及溫載耦合的情況下的受力性能。本文從微觀角度選定較優(yōu)的纖維體積含量0.65和纖維纏繞45°度角的GFRP傳力桿進(jìn)行數(shù)值模擬,對比鋼制傳力桿,分析GFRP傳力桿在3種工況作用下的受力性能。最后,用數(shù)值模擬的手段分析不同模量、半徑、長度的圓截面GFRP傳力桿和橢圓截面GFRP傳力桿對接縫處路面最大彎沉量、混凝土傳力桿界面的最大拉壓應(yīng)力、以及單根GFRP桿傳遞的最大剪力值的影響,并對GFRP傳力桿的設(shè)計提出參考性意見。此外,還對比了同樣截面面積的圓截面GFRP傳力桿和橢圓截面GFRP傳力桿在荷載、溫度梯度單獨作用下以及溫載耦合作用下的力學(xué)性能,選取其最優(yōu)的截面形式。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U416.2
【圖文】：

圖 2-2 輪載位于路面中心時各傳力桿的有效系數(shù)（0.097+0.458+0.820）×2=2.75作用位置下傳力桿承擔(dān)的剪力值計算：wcPP×LTE=

GFRP傳力桿纖維纏繞示意圖

全路面模型示意圖

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2767486