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拉伸荷载下玻璃纤维复材拉挤管预紧力齿接头纵向开裂机理分析

高建岗,  赵启林,  李飞,  柯敏勇

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高建岗, 赵启林, 李飞, 柯敏勇. 拉伸荷载下玻璃纤维复材拉挤管预紧力齿接头纵向开裂机理分析[J]. 工业建筑, 2020, 50(8): 182-188. doi: 10.13204/j.gyjzG201908190001
引用本文: 高建岗, 赵启林, 李飞, 柯敏勇. 拉伸荷载下玻璃纤维复材拉挤管预紧力齿接头纵向开裂机理分析[J]. 工业建筑, 2020, 50(8): 182-188. doi: 10.13204/j.gyjzG201908190001
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GAO Jiangang, ZHAO Qilin, LI Fei, KE Minyong. ANALYSIS OF LONGITUDINAL CRACKING MECHANISM OF GFRP PRE-TIGHTENED TEETH CONNECTION UNDER TENSILE LOAD[J]. INDUSTRIAL CONSTRUCTION, 2020, 50(8): 182-188. doi: 10.13204/j.gyjzG201908190001
Citation: GAO Jiangang, ZHAO Qilin, LI Fei, KE Minyong. ANALYSIS OF LONGITUDINAL CRACKING MECHANISM OF GFRP PRE-TIGHTENED TEETH CONNECTION UNDER TENSILE LOAD[J]. INDUSTRIAL CONSTRUCTION, 2020, 50(8): 182-188. doi: 10.13204/j.gyjzG201908190001
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拉伸荷载下玻璃纤维复材拉挤管预紧力齿接头纵向开裂机理分析

doi: 10.13204/j.gyjzG201908190001

  • 1. 解放军 32184部队, 北京 100072;

  • 2. 南京工业大学机械与动力工程学院, 南京 211816;

  • 3. 重庆交通大学土木工程学院, 重庆 400074;

  • 4. 南京水利科学研究院, 南京 210029

基金项目: 

国家自然科学基金项目（11702324，51708552）；国家重点研发计划（2017YFC0405100）。

详细信息
    作者简介:

    高建岗,男,1990年出生,博士。

    通讯作者:

    赵启林,男,1972年出生,教授,zhaohsq1919@163.com。

ANALYSIS OF LONGITUDINAL CRACKING MECHANISM OF GFRP PRE-TIGHTENED TEETH CONNECTION UNDER TENSILE LOAD

  • 1. Uint 32184 of PLA, Beijing 100072, China;

  • 2. College of Mechanical and Power Engineering, Nanjing Tech University, Nanjing 211816, China;

  • 3. College of Civil Engineering, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, China;

  • 4. Nanjing Hydraulic Research Institute, Nanjing 210029, China

    摘要
  • 摘要: 研究发现玻璃纤维复材（GFRP）拉挤管预紧力齿接头拉伸试验中会观察到纵向开裂现象，严重影响接头静态和疲劳性能。通过理论和数值模拟分析过盈量和外部拉伸荷载对接头应力状态的影响，进而解释中间GFRP管纵向开裂的机理。分析结果表明：采用内部铝套筒过盈施加预紧力的方式会导致GFRP管中出现过大的环向拉伸应力，当在GFRP管端部作用拉伸载荷时由于内部铝套筒的约束作用会进一步增大环向拉应力。对于单向纤维增强的GFRP拉挤复合材料管，其环向拉伸性能较差，故在工程中需要严格控制环向拉伸应力大小。
    Abstract: It was found that longitudinal cracking phenomenon could be observed in tensile fatigue test of GFRP pre-tightened teeth connection (PTTC), which seriously affected the static and fatigue properties of the joint. The mechanism of longitudinal cracking was explained from two aspects by theoretical and numerical analysis. The results showed that: the internal interference fit of aluminum sleeve and the tensile load acting on the end of GFRP tube leaded to excessive hoop tensile stress in GFRP tube. Meanwhile, under tensile load, the helix angle caused torsional shear stress in GFRP tube. For the unidirectional fiber reinforced GFRP pultrusion tube, its tensile property was poor, so the hoop tensile stress should be strictly controlled or avoided in engineering.
    • HTML全文
    • 参考文献(12)
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    ZHANG D, ZHAO Q, LI F, et al. Experimental and Numerical Study of the Torsional Response of a Modular Hybrid FRP-Aluminum Triangular Deck-Truss Beam[J]. Engineering Structures, 2017, 133:172-185.
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    LI F, ZHAO Q L, GAO Y F, et al. A Prediction Method of the Failure Load and Failure Mode for Composite Pre-Tightened Tooth Connections Based on the Characteristic Lengths[J]. Composite Structures, 2016, 154:684-693.
    高建岗, 刘鹏飞, 赵启林,等. 复合材料预紧力齿连接件剪切疲劳试验研究[J]. 玻璃钢/复合材料, 2015(8):25-30.
    柳锦春, 高建岗, 赵启林, 等. 碳纤维增强树脂基复合材料预紧力单齿接头的静态及疲劳性能试验[J]. 复合材料学报, 2016, 33(10):2215-2222.
    杨桂通. 弹塑性力学引论[M]. 北京:清华大学出版社, 2004:119.
    李飞, 邓安仲, 赵启林,等. 铝合金强化段对拉挤型复合材料与铝合金过盈配合的影响研究[J]. 玻璃钢/复合材料, 2014(5):13-19.
    吴平安,卫东,李凤明.三维柱坐标下短纤维与基体间应力传递机理分析[C]//中国力学学会.第16届全国结构工程学术会议论文集. 太原:2007:431-437.
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  • 收稿日期:  2019-08-19

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