本文關鍵詞：竹橋疲勞性能研究

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【摘要】：我國現(xiàn)在處于大規(guī)模建設的歷史階段,鋼材和水泥是最常用的兩種用于建筑的材料,但它們的生產(chǎn)過程不僅會消耗寶貴的能源,還會產(chǎn)生大量的有害物質。隨著科技技術的發(fā)展,已經(jīng)能夠通過現(xiàn)代重組技術將竹材重組為各種形式的構件,已然成為一種輕質、強度高、韌性好、抗震的新型環(huán)保工程材料,疲勞性能研究也是新材料材性研究不可或缺的部分,可以為工程應用提供參考。本文對6根膠合竹梁進行了不同工況下的試驗,得到膠合竹梁在循環(huán)荷載作用下應變、撓度變化情況,裂紋發(fā)展狀況,疲勞壽命,疲勞或靜力破壞時的破壞形態(tài)與特征,通過測得的疲勞壽命和應力幅繪制了膠合竹梁在應力比為0.2時的S-N曲線,得到其可靠度較高的線性擬合方程。使用有限元軟件Abaqus、Ansys分別建立膠合竹梁、竹橋的靜力加載模型,分析膠合竹梁在靜力加載過程中竹梁膠層開裂的位置與膠層破壞的過程,基于損傷度建立了膠合竹梁的剛度退化模型,并在剛度退化模型的基礎上建立了承載能力退化模型,利用MATLAB提出了相應的擬合公式,還結合擬合公式對膠合竹梁在疲勞過程中的剛度和承載能力退化規(guī)律進行了分析。利用Fe-safe軟件采用Seeger算法推算出各疲勞性能參數(shù),對材料的S-N壽命曲線進行了模擬,建立了膠合竹梁的疲勞模型,將試驗結果與有限元結果進行了對比檢驗。研究表明膠合竹梁疲勞循環(huán)加載中,梁截面符合平截面假定,在疲勞下限相同時,應力比越大,疲勞壽命越長。加載點至支座處表觀出現(xiàn)豎向裂紋。經(jīng)過疲勞試驗的竹梁在靜力破壞中的破壞形態(tài)不僅存在受彎破壞,還同時存在由切向破壞引起的自加載點附近至梁端部的膠層分層開裂,膠層發(fā)生切向破壞,使梁體變形不協(xié)調,最終導致竹層間脫離接觸。疲勞上限小于96kN時疲勞作用對竹梁極限承載能力和剛度的影響較小,膠合竹梁剛度退化規(guī)律呈S型,承載能力前期退化較慢,荷載循環(huán)比達到0.7時進入加速退化階段。Seeger算法在膠合竹梁的疲勞應用中具有較高的精度,有限元結果與試驗結果相近,可以利用此算法評估膠合竹梁的疲勞壽命。
【學位授予單位】：重慶交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U441.4;U448.31

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