CFRP筋粘结型锚固系统数值模拟及失效分析

复合材料学报, 2015, 32(5): 1414-1419. doi: 10.13801/j.cnki.fhc1xb.20141118.008

CFRP筋粘结型锚固系统数值模拟及失效分析

朱元林 ^1, , 刘礼华 ^2, , 张继文 ^3, , 朱维军 ^4, , 王奂 ^5, , 周祝兵 ^6,

1.江苏法尔胜泓昇集团有限公司,江阴214433;东南大学土木工程学院,南京210096

2.江苏法尔胜泓昇集团有限公司,江阴,214433

3.东南大学土木工程学院,南京,210096

4.江苏法尔胜泓昇集团有限公司,江阴,214433

5.江苏法尔胜泓昇集团有限公司,江阴,214433

6.江苏法尔胜泓昇集团有限公司,江阴,214433

基金项目: 江阴市科技三项费用项目(工24) 国家"863"计划(2012AA03A204) 江苏省博士后科研资助计划(1302117C) 国家"973"计划(2012CB026200)

关键词：碳纤维增强复合材料筋 , 锚固系统 , 数值分析 , 应力状态 , 失效分析

Numerical simulation and failure analysis of adhesive anchorage system for CFRP tendon

Keywords： carbon fiber reinforced plastics tendon , anchorage system , numerical analysis , stress state , failure analysis

针对碳纤维增强复合材料(CFRP)筋粘结型锚固系统,采用数值分析研究了不同锚具内壁与锚固胶体间的摩擦系数、不同锥形倾角、锚具前端有无直筒过渡段及有无端堵约束对筋材应力状态的影响,找出了筋材在靠近锚具端部发生破坏的原因,提出了相关强度分析方法及锚固改进方法,并用试验结果验证了方法的有效性.分析结果表明:筋材在摩擦系数为0.7时受到的径向挤压应力峰值只有摩擦系数为0.3时受到的径向挤压应力峰值的45.01％;随着锥形倾角增大,CFRP筋在锚具锥段所受的径向挤压应力峰值逐渐减小,所受剪应力峰值逐渐增大;在锥段末端增设直筒过渡段可以缓解筋材所受到的径向挤压应力与剪应力峰值,缓解系数分别为76.78％与52.90％;端堵约束的存在使锚具端部应力集中现象明显,导致筋材在锚具端部发生破坏.

参考文献

[1]	杜善义.先进复合材料与航空航天[J].复合材料学报,2007(01):1-12.
[2]	Noisternig J.F..Carbon Fibre Composites as Stay Cables for Bridges[J].Applied composite materials,20002/3(2/3):139-150.
[3]	Burong Zhang;Brahim Benmokrane.Design and evaluation of a new bond-type anchorage system for fiber reinforced polymer tendons[J].Canadian Journal of Civil Engineering,20041(1):14-26.
[4]	张继文;朱虹;吕志涛;赵克政.预应力FRP筋锚具的研发[J].工业建筑,2004(z1):259-262.
[5]	刘荣桂;许飞.CFRP拉索试验桥锚具的有限元分析[J].工业建筑,2009(12):61-64,94.

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