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    材料工程毕业论文开题报告模板 炭纤维塑料绞线.pptx

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    材料工程毕业论文开题报告模板 炭纤维塑料绞线.pptx

    碳纤维塑料绞线(CFCC)锚固系统的疲劳性能试验研究 开题报告,学生 导师**教授,,2015年1月20日,课题来源 研究背景及意义 研究现状概述 基本思路 进度安排 主要参考文献,目录,课题来源,课题来源 国家自然科学基金“CFRP拉索及其锚固系统抗冲击性能研究(E080505)”项目,研究背景及意义,未来桥梁发展大跨化 传统材料自重大,不能实现超大跨越,现有大跨桥梁缆索结构常因 腐蚀而需要进行维修更换,新材料 CFRP,研究背景及意义,表1 部分桥梁拉索或吊杆更换记录,研究背景及意义,CFRP优点,,轻质高强,耐腐蚀性好,CFRP不足横观各向异性,有待解决问题,,锚固问题还有待完善,疲劳性能还有待进一步研究,研究现状概述,1.国外研究概况 1998年,Sayed-Ahmed和Shrive等研究了一种新型夹片式锚具,由锚杯、四片式的央片以及铜软套管等组成,其中锚杯和夹片均采用不锈钢材料。其锚固效率系数超过95。,研究现状概述,2001年,MayahA等试验研究结果表明,用铝套管替代铜套管,能够大大地减少FRP筋的滑移量,增加FRP筋的极限荷载。,研究现状概述,2003年,Mahmoud M等试验研究了新型混凝土楔型锚固系统,其中夹片以及锚杯的组成材料为超高强混凝土材料,且锚杯外侧用CFRP布包裹以提高锚杯的抗裂能力。采用混凝土材料的锚固体系,耐腐蚀性能更好。,研究现状概述,2.国内研究概况 2004年,东南大学张继文等,结合我国现有张拉设备,开发了杯口灌胶式、套筒灌胶式、粘砂夹片式、带胶挤压式及带护套夹片式锚具。,研究现状概述,2005年,东南大学吕志涛等,主持了国内首座CFRP索试验桥的设计和应用研究。通过试验研究了砂浆或树脂作为粘结介质的粘结式锚具,并成功用于该桥建造。,研究现状概述,湖南大学方志团队,针对CFRP棒材,2004年采用两片式钢夹片加铝套管的夹片式锚固系统,以及采用环氧铁砂、普通混凝土及超高性能混凝土作为粘结介质的粘结式锚固系统,取得了较为有效的锚固性能。2005年对夹片式和粘结式锚固系统进行了抗疲劳性能研究,对两种锚固系统进行了200万次疲劳加载试验。2008年提出了以RPC作为粘结介质的粘结式锚具,进行了相关静载荷和疲劳试验,并推到了静力临界锚固长度公式。 2013年针对碳纤维绞线(CFCC),研究了其不同锚固形式在以RPC作为介质的粘结式锚具中的静力性能,并推导了静力临界锚固长度公式。,研究现状概述,2011年,东北石油大学詹界东等,以减少夹片与CFRP棒材之间的峰值接触应力为思路,开发了一种采用软金属套筒的夹片-套筒型锚具。该锚固系统具有良好静载和疲劳锚固性能。 西安交通大学候苏伟等人(2012),采用以环氧树脂作为粘结介质的粘结式锚具对CFRP绞线进行了应力水平为629~704.48Mpa的200万次疲劳加载试验。试验结果表明在加载50万次后,各组件相对滑移趋于稳定,锚固区粘结应力失效程度小,疲劳后极限承载力基本没有损失。,基本思路,(1)锚固形式确定 由于整束锚固的碳纤维绞线(CFCC)锚固长度太长,本研究主要针对分散锚固形式和先分散再合成一束锚固形式(灯笼式)。锚固形式示意图见图1,图2。,,,图1 分散锚固示意图,图2 先分散再合成一束锚固示意图,基本思路,(2)静力验证试验 对于分散锚固形式,张洪侨已推导了静力临界锚固长度公式。对于该形式,此静力试验主要对其公式进行验证,并与之后的疲劳试验结果作对比。 对于先分散再合成一束锚固形式(灯笼式),由于其静力临界锚固长度未知。针对该形式,将通过静力试验得到其静力临界锚固长度公式,同时亦与之后的疲劳试验结果做对比。 静力试验装置示意图见图3。,,,图3 静力试验装置示意图,基本思路,(3)疲劳性能试验 对两种锚固形式进行应力水平540720Mpa(参考凡凤红学位论文)的200万次疲劳加载试验。 分别在加载50万次、100万次、150万次和200万次后进行静力张拉试验,得到疲劳后极限破断力及相应锚固性能,与之前未疲劳的试验数据进行对比。 通过数据分析,推导这两种锚固形式的疲劳临界锚固长度。疲劳试验装置示意图见图4。,,,图3 静试验装置示意图,基本思路,,,图4 疲劳试验装置示意图,进度安排,1、2014年9月至12月,查阅文献,相关资料。 2、2015年1月至2月,学习ANSYS、ABAQUS等有限 元分析软件的使用。 3、2015年3月至6月,进行相关试验。 4、2015年7月至10月,完成并发表小论文。 5、2015年11月至2016年4月,完成毕业论文。,,,图3 静试验装置示意图,主要参考文献,[1]Meier U,Stseklin I,Terrasi G P. Making better use of the strength of advanced material in structural engineering[A]. In Proc the International Conference on FRP Composites in Civil Engineering[C]. Hongkong Elsevier Science,2001 41-48 [2]吴红林,黄侨,王彤. 纤维复合材料在加固混凝土桥梁中的应用研究[J]. 玻璃钢/复合材料,2004,2 39-41 [3]张玉成,徐德新. 新型CFRP 材料在桥梁工程中的应用及前景[J]. 重庆交通学院学报,2005,243 28-30 [4]李慧峰,熊旭光. 碳纤维加固桥梁应用研究[J]. 公路,2003,2 103-107 [5]周履. 用FRP力筋修建的预应力混凝土桥梁25例[J]. 国外桥梁,1998,184 31-32 [6]吴海军,陆萍,周志祥. CFRP 在新建桥梁中的应用与展望[J]. 重庆交通学院学报,2004,231 1-5 [7]蒋剑彪,崔毅,梅葵花,吴刚,张敏. 国内首座CFRP 斜拉桥的关键技术[J]. 公路交通科技(应用技术版),2006,232 111-114,,,主要参考文献,[8]Ezzeldin Y,Sayed A,Nigel G S. A new steel anchorage system for post-tensioningapplications using carbon fibre reinforced plastic tendons[J]. Can J Civ Eng,1998,251 113-127 [9]Reda T M M,Shrive N G. Fatigue Assessment of Non-Metallic Anchors for Post-Tensioning CFRP Tendons[A]. In International Conference of Composites in Construction[C]. Portugal,2001 345-350 [10]Reda T M M,Shrive N G. New concrete anchors for carbon fiber-reinforced polymer post-tensioning tendons - part 1 state-of-the-art review/design[J]. ACI Structural Journal,2003,1001 86-95 [11]Tadros G. Provisions for using FRP in the Canadian highway bridge design[J]. Concerete International,2000,227 42-47 [12]Kerstens J,Bennenk W,Camp J W. Prestressing with Carbon Composite Rods A numerical for developing reusable prestressing systems[J]. ACI Structural Journal,1998,951 43-50,,,主要参考文献,[13]Nanni A,Bakis C E,Niel P E,et a1.Short-term sustained loading of FRP tendon anchor systems[J]. Construction and Building Materials,1996,104 255-266 [14]AL-Mayah A,Soudki K,Plumtree A. Experimental and Analytical Investigation of A Stainless Steel Anchorage For CFRP Prestressing Tendons[J]. PCI Journal,2001,462 88-100 [15]Benmokrane B,Zhang B,Chennouf A. Tensile properties and pullout behaviour of AFRP and CFRP rods for grouted anchor applications[J]. Construction and Building Materials,2000,143 157-170 [16]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(增刊),2004,S1 259-262 [17]张鹏,邓宇. 单根碳纤维塑料筋新型锚具的研制[J]. 施工技术,2003,3211 32-34 [18]梁栋. 碳纤维(CFRP)预应力筋及拉索锚固系统静力性能的试验研究[D]. 长沙 湖南大学硕士学位论文,2004,,,主要参考文献,[19]孙志刚. 碳纤维预应力筋及拉索锚固系统抗疲劳性能的试验研究[D]. 长沙 湖南大学硕士学位论文,2005 [20]吕志涛,梅葵花. 国内首座CFRP索斜拉桥的研究[J]. 土木工程学报,2007,1 54-60 [21]蒋田勇. 碳纤维预应力筋及拉索锚固系统的试验研究和理论分析[D]. 长沙 湖南大学博士学位论文,2008 [22]詹界东,杜修力,王作虎. 预应力CFRP 筋夹片-套筒型锚具的试验研究[J]. 北京工业大学学报,2011,375 713-717 [23]候苏伟,强士中,诸葛萍,刘明虎. 碳纤维索股粘结型锚具疲劳试验研究[J]. 中国公路学报,2012,253 100-106 [24]张洪侨. 高性能岩锚体系界面间粘结性能的试验研究[D]. 长沙 湖南大学硕士学位论文,2013 [25]凡凤红. 基于高性能材料的特大跨径混凝土斜拉桥的受力性能分析[D]. 长沙 湖南大学硕士学位论文,2010 [26]庄茁,朱万旭等. 预应力结构锚固-接触力学与工程应用[M]. 北京 科学出版社,2006,3-228,,,谢谢,

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