典型螺栓连接CFRP薄壁C型柱轴压失效行为:试验及数值模拟

摘要：

为了研究典型螺栓连接碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)薄壁C型柱的轴压失效模式及吸能特性,进行了 5组不同铺层方式C型柱的准静态轴压试验,即[0/90]4s、[±45]4s、[±45/902/04]s、[±45/90/02/90/02]s,[90/±45/0]2s,获得其失效形貌及载荷-位移曲线.采用Lavadèze单层壳单元模型、Puck-Yamada失效准则、层间胶粘单元及螺栓模型,建立C型柱层合壳模型进行轴压仿真,并与试验失效形貌、载荷-位移曲线及吸能特性评估指标进行对比分析.结果表明:0°、±45°、90°纤维可以显著影响C型柱轴压失效模式及吸能特性.在轴压载荷下,±45°纤维铺设C型柱发生局部屈曲失效模式,吸能特性差.±45°纤维铺设在外部,0°和90°纤维交替铺设在内部的C型柱,其轴压失效过程平稳,吸能特性好.与C型柱轴压试验结果相比,层合壳模型获得的整体变形和局部失效形貌吻合较好,载荷-位移曲线变化趋势和吸能特性评价指标基本一致.研究结果对CFRP薄壁C型柱吸能设计具有一定的指导意义.

关键词：CFRP薄壁C型柱;铺层方式;失效模式;吸能特性;层合壳模型

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分类号：V214.8;TQ327.3;TB332(基础理论及试验)

资助基金：天津市教委科研计划项目2019KJ135

在线出版日期：2021-11-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：3361-3372