|
: 150%; font-family: 宋体; font-size: 12pt; font-weight: bold;">5. 测试
4.4. 压缩对角成员(IPC/mat)
压缩对角成员弯折的试验将在构架执行。 允许自由程度的系统自动被安置在盘区的二个末端，是为了有和构架一样的对角成员及终端条件，因而有同一弯折的长度。 为了获得这个总自由程度，盘区的肢固定在测试机器的二个横梁可能滚动的圆筒。 试验样板由二表层组成，每一张由IPC制成且有表面密度300 g/m2横向各向同性的加强E玻璃纤维席子。 每表层由IPC/mat做成十层有10毫米的一种总厚度。 膨胀的多苯乙烯核心的厚度是75毫米。 盘区的宽度是140毫米和长度980毫米。 连接系统由圆筒固定在盘区的二个末端，允许我们得到圆筒之间的中心长度在1050毫米。 这价值对应于在桥梁的盘区的别针之间的中心的长度。 装入测试用Tinius奥利森水工试验机器进行，有300 kN负载容量。 LVDTs (线性易变的有差别的变换装置)措施得到横梁的垂直的位移和标本的水平的位移都在中等程度。 20毫米长应变仪在盘区的每张面孔的中心被胶合。
图6展示了对标本的水平的荷载位移，在弯折期间对横梁的垂直的位移和对二张面孔的张力测试。 因为三明治盘区不陈列。 突然短冷期弯折荷载可以认为张力在其中一张面孔中显示一个最大值的荷载。 弯折荷载包括在70和80 kN之间并且是远在42 kN的理论弯折的荷载之上。 测试标本的核心的厚度是75毫米，不对应于核心厚度(50毫米用于桥梁的)盘区。 由于这些结果，你可能认为，IPC是适用于桥梁的元素。 然而被测试的所有标本的失效状态是在压缩剪起皱的核心。 这失败出现在盘区的末端，剪切力是最大。 这失效状态可以开始于核心的剪切失败或在核心和面孔之间被分层。
4.5. 与连接系统的拉伸成员(IPC/UD)
在桥梁被装载的盘区也执行了拉伸测试，意味着底下弦盘区处在中间间距。在装货期间数字图象交互作用(DIC)用于在测试期间研究连接的变形。 这个技术在变形前后比较标本表面的数字图象推论它的表面位移和张力范围。
三明治盘区由二层类似单向的(89%/11%)加强的IPC制成与表面重量158 g/m2编织E玻璃纤维纺织品组成。 每层由IPC/mat做成一种29层有12毫米的总厚度。 标本有纤维体积分数15%。 构成三明治盘区的核心材料是膨胀有密度20 kg/m3的多苯乙烯泡沫。 核心的厚度是50毫米。 盘区考虑与他们的钢连接系统。关于分析被开发的系统有一修改： 板材的屈服应力是300 MPa而不是355 用于桥梁的盘区的真正的维度是500和950毫米。 这个盘区为210 kN服务负载和308 kN一最大负载设计。 装入测试用Tinius奥利森水工试验机器进行，有300 kN负载容量。最大负载大于拉伸机器，它的容量将决定是否对试飞一半盘区执行测试。Second一LVDT (线性易变的有差别的变换装置)在盘区测量底下横
6. 弯折的测试： (a)荷载对标本和横梁的水平位移(中型高度) (b) 在中型高度面孔对荷载的垂直的张力位移。
梁的垂直的位移和二10毫米长应变仪被胶合。 测试体验在由操作性能极限状态决定荷载(105 kN)的增量，其次荷载的减退2.5 kN然后荷载的增量，为了确定盘区和失败形式的最大负载直到标本的失败。为了有对失败形式的更好的分析， 数字图象承购进行每25 kN，除了，当荷载超出100 kN时，承购体会每12 kN。 荷载对整体结构的位移和底下连接系统被计算在内。
图7显示连续的厚实的曲线代表通过LVDT被测量的底下横梁的垂直的位移。 连续的稀薄的曲线代表盘区在使用连接钢插入物到盘区螺栓之间的变形。 这变形从应变仪的价值和螺栓之间二列的距离被计算。 由二曲线之间的区别，结果归结于二个连接系统的变形和顶面横梁的垂直的位移。 二条被加点的曲线代表通过DIC系统被测量的盘区的垂直的位移在螺栓的水平和在底下连接系统的连接板材的水平。 二观察可以由这个图被做出： 首先，有钢元素的plastification荷载处于80和100 kN之间，是小于105 kN的操作性能极限负载。 其次，失败荷载是154 kN，最大负载是164 kN，因而更加高。,失败荷载是154 kN的最大负载是164 kN，因而更加高。 为了更加精确地在荷载之下分析连接的变形，代表盘区的垂直的位移，螺栓、板材和连接板材的荷载的作用显示在第二个图： Fig. 7 (b)。 在这种情况下参考位移是盘区的垂直的位移。 当考虑螺栓的位移与盘区的位移，比较了二观察可以被做出。 首先，有安置钢插入物在盘区直到大约50 kN荷载。 其次，直到130 kN荷载在螺栓和盘区之间位移稳定。 在这荷载之外有对应于盘区第一种失败形式是在纤维和IPC之间加强的螺栓位移螺栓盘区的轴承失败的增量。 第二观察证实结果。 7 (a) ： 有钢元素的plastification荷载处于在80和100 kN之间。 这plastification在钢板对应于孔的椭圆化。 因此，为了限制孔的椭圆化对S355增加板材的钢质量，如此限制连接的变形看起来是必要的。 在闩上插入物之前，为了取消安置的作用插入物在装货初应用预压在标本在盘区也看起来必要。 这二个意见能使用于桥梁。
5. 挠曲汇编结果
初级偏折桥梁的架设是加入IPC大梁。 修造大梁中间体的高度是处于被安置在底下弦的结的临时支持水平。 这个阶段，适用于反挠度桥梁。 第二阶段加入的做法是具体甲板的设施(cast-in-place)。 在这个状况下，对角成员的整体服从压缩力限制范围，并且底下弦的元素服从张力限制。 在硬化混凝土以后，中间支持可以被取消。 在这个阶段，发生结构力量的再分配，在构架的对角成员拉伸暗反向力量。 由于空间在别针和连接板材之间这反向暗示安置这些元素。 安置将导致28毫米桥梁的垂直的偏折。
考虑到结构的偏折的演算， (除偏折之外由于IPC三明治盘区和具体甲板的变形)，在加入期间和在荷载之下钢连接的变形也安置拉伸对角成员。 这演算的结果被提出在Fig.8. 这个图提出垂直的偏折负载系数的作用; 负载系数0， 1和1.5对应于重量结构，宜装载在操作性能极限状态和在各自最后极限状态。 在桥梁加入期间，由于在钢元素遗骸之间的空间存在，在装货期间仅发生这恒定偏折。 钢元素的plastification，暗示垂直的偏折的突然的增量，出现于装载紧挨服务负载。 变形的大部分归结于钢连接的可塑性。 从加入偏折以后偏折计算的垂直的偏折在操作性能极限状态与span/257是相等的。 这偏折是与可接受偏折符合（Fig. 8.中垂直的偏折）。 为这种桥梁(综合步行桥)设置 107毫米最初的反挠度，对应于在服务负载时的偏折，第一个阶段中为了避免桥梁的偏折在服务负载之下的做法是应用这项结果来安排施工。
6. 结论
本文为一个综合构架类型桥梁的设计阶段概要。 桥梁结构应用项目的目的就是将开发专题研究审查介绍新的矩阵材料。 IPC是既提供好处又便宜的火抗性陶瓷象材料。 IPC允许增强与玻璃纤维克服易碎的行为。 本文被限制使用的材料、桥梁结构、基本设计和演算都有详细的描述。 为了支持设计这新的IPC材料，进行了几次合格试验验证并且报告; 特别留意给予对构架系统是典型的连接系统的认识。充分的建筑标度检验在2002年发生的测试竞选以后将报告。
桥梁由一个具体甲板组成，并且三根构架大梁由IPC制成，将允许的盘区夹在中间，开发一个模件和迅速装配的结构。 从使用一根IPC构架大梁进行的测试汇编显示一座迅速地被装配的桥梁的目标已经达到。 然而，演算和第一个组分测试显示比较重要问题为构架系统的装配是金属零件的制造质量。 如果这些不是准确的，汇编做法更加耗时，并且结果不是一个根据负荷分配在构架系统的预期效果。 它这里也是对通知连接系统非常重要，建议在这个设计优选一个桥梁的简易装配。 然而，第一测试组分和模型的调整，显露钢连接系统也是桥梁的弱点，即使允许一个迅速汇编做法。 注意在测试到钢插入物的被闩上的连接的行为的充分的标度期间将是有偿的。 并且在较长时期内，为了替换钢连接一个充分的IPC结的发展享有优先权。
最后，根据缺一不可综合认为的原则，整个被调查的桥梁项目使用新的水泥，桥梁概念出现创新，如比传统上使用的塑料有更好的高温抵抗度。在现代综合桥梁项目的矩阵材料得到经典应用。方法学表示，一个可使用的结构可以由材料的合作组合得到，尽管低机械特征的使用其中一种基本材料： IPC。第二新奇与前想法有关，但也被强调： 对三明治盘区的用途为构架成员。IPC矩阵描绘的是为低僵硬性能，为古典材料小于例如钢或加强质地的塑料。 设计锻炼的主要正面结论是尽管低僵硬，对IPC的用途仍然考虑到桥梁结构的现实维度： 总高度是1.2 m为一个13 m间距。 另一个结论是IPC的组合以玻璃纤维增强，为结构三明治盘区提供充足的力量。 检验仍有待改进，但它也许在当前设计例子和第一个实验性测试结束时，提供IPC的结构应用的未来发展的一副蓝图。
声明
根据合同G.0191.98由佛兰芒资金资助这项科学研究(FWO)。
, 模块化混凝土梁桥和IPC桁架梁人行天桥
摘要
本文报告关于设计并通过数字分析工具,以由一个具体甲板和三根构架大梁制作组成的无机磷酸盐水泥(IPC)三明治盘区加入一座 13 m间距步行桥的做法进行结构元素的实验性证明。 IPC是 允许增强的一个黏结矩阵玻璃纤维。 桥梁项目想要应用此好处审查建筑结构IPC材料的可行性:低制造费用、不易燃的行为、化学稳定性和、友好环境的构成。组成捆大梁的IPC三明治盘区，由钢元素连接，允许由一个别针迅速汇编联接。 设计由对桥梁组分的实验性测试伴随。 这些测试显露金属连接是桥梁的弱点。 这归结于汇编问题与两个 IPC三明治盘区有关的制造业准确性并且钢连接元素，和由于不确定性至于钢插入物的连接与三明治的IPC皮肤盘区。 设计表示，尽管玻璃纤维的低僵硬加强了IPC，对IPC的用途仍然导致现实桥梁结构的维度和到确认充足的力量可以为结构应用获得。 项目的主要新奇处一致被认为出现于桥梁概念。 项目申请古典演算、检验和原型认识的方法学，但表示一个可使用的结构可以得到合适的组合材料，且在这种情况下IPC作为主要成份。
Elsevier 2002年科学有限公司。 版权所有。
主题词： 无机磷酸盐水泥， 步行桥，构架，设计，测试。
1. 介绍
所有钢桥梁结构必须处理在保存结构健康的费用稳定增长。费用的主要用处在防腐蚀系统。 除防腐蚀的修理之外的系统，每20年整个系统必须替换; 在所有老化以后完全撤除油漆，必须应用新的涂层。 最近显示由纤维代替那钢的被加强的塑料 (FRP)可能帮助解决这个问题。的确，虽然FRP 最初为航空航天和防御应用而被开发，他们也出现用于土木工程结构这样的桥梁系统，由于他们的高僵硬并且力量对重量比率均衡，有限的重量，耐腐蚀性和环境耐久性使得FRP有很大吸引力。最后几年对FRP在建筑桥梁的用途增加了。另外，FRP几何学形状可以为物质建筑学专门制作具体应用。 这材料的应用对确定结构的部分可能减少本地架设工作，基础的大小和维护与钢和混凝土的要求比较合理。 然而， 有机物质例如聚酯或环氧， 是相对地昂贵的，易燃并且不抗高温。 这些缺点限制他们在 建筑应用的用途。在超过十年研究以后，研究员 Vrije Universiteit Brussel (VUB)开发了一新non-alkaline矿物聚合物，结构命名为IPC (无机磷酸盐水泥)。为了增加韧性、抗拉强度和发生的合成材料的僵硬度，这陶瓷可以加强应用玻璃纤维。 这新的物质组合，除加强塑料知名的特点，许多好处之外，还包括易反应的矿物粉末、不易燃的行为、环境友好的构成和化工抗性行为的低制造费用。 当前研究计划想要调查被加强玻璃纤维的IPC的组合与混凝土是否是产生合理费用一个有效的方式，研究并设计抗性桥梁。 被加强玻璃纤维的IPC材料与传统材料结合例如混凝土造成一个新的桥梁概念。 本文报告关于原型由一个由将单向的玻璃纤维加强的IPC席子和盘区夹在中间制成的具体甲板和三根捆大梁13 m间距步行桥组成。 钢连接使用在捆之间的位置。 这个连接系统通过钢插入物、别针和连接板材完成。 通过别针在桥梁加入连接板材因而减少钢插入物的装配。 结果，这种方法允许一个迅速地被装配的系统的发展。 在模块结构上汇编的速度意味着根据后勤学，材料和费用是一个主要因素。 本文报告关于设计(分析和FEM)结构，关于在结构的不同的结构组分将采用执行的试飞的实验性结果和关于桥梁的加入的做法。
2. 材料
2.1。 IPC
当使用黏结材料时，一个严重的缺点是缺乏抗拉强度和韧性。 可能解决方案是加强这些材料与Eglass纤维的联结，这是由于他们便宜和坚硬抗力的性能。 然而大多黏结物质是碱性，例如波特兰水泥，导致Eglass纤维的含量减少。 无机磷酸盐水泥在Vrije Universiteit Brussel被开发，它是酸性的(酸碱度为1)一个新状态，但中性(酸碱度为7)在硬化以后。 由于non-alkaline条件在制造过程的之前及之后，E玻璃纤维没有被攻击并且可以作为增强性能使用。 IPC是二组分系统，calciumsilicate矿物以粉末形式，并且磷酸根据无机金属氧化物的水溶液。使用手工放置或浪花制造技术，混合物的黏度允许我们在席子或被编织的形状获得典型地10到15%体积分数或连续的纤维。
综合IPC玻璃纤维的拉伸行为玻璃纤维的拉伸张力是非线性的，因为材料的拉伸不利张力是非常有限的，小于(Fig. 1). 以最初的僵硬在崩裂和减少的僵硬在矩阵崩裂以后的矩阵之前的形象可以接近双线。
IPC玻璃碾压用手放置被制造，与一件类似单向的(89%/11%)被编织的E玻璃纤维纺织品与表面重量158 g/m2 (IPC/UD)或用一张横向各向同性的E玻璃纤维席子有表面密度300 g/m2 (IPC/mat)。 纤维体积分数是15%为类似单向的玻璃纤维加强的IPC和11%为席子加强的IPC。 IPC的碾压实验获得的结果在表1被提出。 层压制品的密度采用2000 kg/m2。
在项目时期，构成三明治盘区的核心材料是膨胀的密度20kg/m3的多苯乙烯泡沫。使用以一个轻量级核心的IPC材料作为表层。
表面的没有使用任何胶浆或结合层数的多苯乙烯直接地被制造并手工放置。三明治盘区是在室温治疗24 h和岗位治疗在60 °C的另外24 h。
2.2. 混凝土和钢
C25/30混凝土为船桥甲板使用。 混凝土(EC)的正割初期模数用于这演算在压缩和在牵引。 正割初期模数是30.5 GPa和泊松比率0.2。 钢元素由S355钢制成，有保证的屈服应力(fy) 355 MPa和失败应力(fu) 510 MPa。
3. 结构的描述
在这个项目，为了开发一个模件和迅速地装配结构使用一个纵向架构系统(参见Fig. 2)。 一个充分的IPC构架桥梁系统首先被考虑了，但是这种解答有着某缺点例如由于玻璃纤维的低E模数加强了IPC (进一步参见)，顶面弦盘区的大维度抗折和桥梁的低抗弯刚度是必要的。 由于这些问题，顶面弦由一块钢筋混凝土平板9替代; 这材料是非常合适的减少发生的压缩应力。 而且由于被集中的装载，对一块混凝土板的用途允许在抗弯刚度的增量用一个重大方式和重力的发行。 结构由三根平行的架构大梁组成。
每根大梁有宽度1 m和13.344 m的长度(参见Fig. 2). 顶面弦为三根大梁包括一个120毫米的厚度的钢筋混凝土甲板;。 对角成员和构架的底下弦由IPC三明治盘区做成。 为了增加汇编的速度和减少后勤学和限制结构的制造过程，必须尽量限制不同的三明治盘区的数量。 结果， 1.05 m长和500毫米宽盘区的使用，导致一盘区几何组成拉伸和对角成员的三明治盘区的表面由架构任意玻璃纤维席子加强的由IPC制成。 表层的厚度是10毫米(IPC/mat)。 为了增加弯曲抗力，底下弦的盘区的表层由半单向的玻璃纤维加强的IPC制成结构的岬突端。 表层的厚度是12毫米(IPC/UD 29层数为每表层)。 膨胀的多苯乙烯泡沫核心的厚度在盘区是50毫米。
为了避免折压缩对角成员的失败的所有风险，核心的厚度是不变的。 在项目的目前情形，铰链在架构系统的每个结由钢制成(参见Figs. 3和4)。 这个连接系统通过钢插入物在三明治盘区、别针和钢连接板材组成。 通过别针，在桥梁原处加入，减少盘区的装配。 50 × 80 × 5毫米U外形被安置在盘区的表层之间。 在盘区加入由10毫米直径螺栓的插入物完成有钢质量8.8与42毫米相互空间。有12毫米高度和厚度60毫米的二块板材被焊接在钢外形的网里面。 焊接联接有4毫米的厚度。通过一个有钢质量8.8g的20毫米直径螺栓(别针)连接板材。为了在容易加入桥梁，螺栓和板材之间1毫米误差是必要的。 由结果， 21毫米孔在连接板材和操练板材之间。 连接板材的厚度是6毫米。
定缝销钉系统用于具体甲板和构架之间的对角成员的连接(参见Fig. 3). 定缝销钉服从对剪，拉伸和压缩力。因为不应该设想定缝销钉传送压缩力，板材被安置在服从对剪和压缩力的定缝销钉之下。 定缝销钉有16毫米和60毫米的有效的embedment深度直径。 使用二个定缝销钉并且满足90毫米/每块板材。
4. 设计
4.1. 一般假定
具体桥梁IPC的设计根据步行桥(比利时标准NBN B 03 101)的要求。设计的重要要求是能同时运载5 kN/m2分布的荷载和10 kN集中荷载。
演算根据设计钢和混凝土结构使用的标准原则(Eurocode 1-4)。 这意味着要分部考虑不确定性是在荷载和在物质性能中的安全因素。 在最后极限状态，考虑到不确定性至于价值和荷载的分配，5 kN/m2分布的荷载和10 kN集中荷载乘以负载系数1.5。 在这最初的设计阶段，仅静态装货被考虑; 动态系数不在荷载应用，拥有材料的重量乘以因素1.35。
例如蠕动、疲劳和温度变异现象，可能影响力量的特征和被加强的IPC的僵硬度，当前是分开的研究计划主题。 然而，为了考虑到这些作用，在最后极限状态减少因素3应用于IPC材料的力量。 僵硬考虑看上去确定为桥梁设计，归结于玻璃纤维被加强的IPC的固有低僵硬。 在初级， Eurocode 1和2处方在操作性能极限状态被跟随了，限制桥梁的静态偏折由于混凝土的变形和IPC三明治盘区的间距到1/500。 然而，可接受偏折的这价值是对结构非常过分的要求; 而且，其他桥梁综合考虑了以垂直的偏折在间距之间的1/200和1/300，被评估为可接受。也由于模件连接系统变形的不确定性 ，静态偏折的可增加的价值到间距的比率在设计中被采取了。
另外，动态分析表示，桥梁第一个固有频率是足够高的。 第一个固有频率是10.5赫兹。频率通过以下惯例被计算，就结构而论作为一条射线以等效僵硬，从偏折分析获得
服从对剪，拉伸和压缩力的定缝销钉根据Eurocode 4和CEB公报226设计。
4.2. 构架
在结构力量的发行 (FEM)分析和数字被计算。 仅考虑平面构架(二维)模型在分析演算。 简正力量和偏折的分析演算通过常规2构架理论实现。 结构用铰链塑造在构架的每个结。并且结构的重量荷载分布在结之中。 以这些假说，内力是仅简正力量。 这演算不考虑到甲板的连续性。 简正力量的发行在构架的作用是构架的元素的独立僵硬性能。 以这些假说，结构变得相对均衡。 力量的发行在单程可能因而实现，由矩阵演算：
涉及计算的力量分布的地方， [G] 是构架的结的几何座标矩阵，并且Fext是外力传染媒介。 桥梁的垂直偏折由Castigliano定理的应用计算：j提到被考虑的成员的地方， lj是成员j， Ej Aj是成员j的长度，下标是坚硬因素， N∑P下标提到荷载完整集， nk提到在结的单位力量，变形被计算， ej是张力对应于正应力sj，上级成员j。 知道重点在每名成员，考虑到IPC的非线形性对应的张力可以被计算。 作为在构架的成员力量是成员的独立的僵硬特征，力量的发行在构架可以首先被评估。 其次重力在每名成员被计算，并且对应的张力可以被评估。
FEM软件通过第2个模型也分析结构ANSYS。 有弹性射线元素(BEAM3)用于塑造甲板。 在元素的这个类型激活弯曲的行为是可能的。 这在分析执行汇编的overal抗弯刚度是为了塑造具体甲板的影响。 晶石元素(LINK1)用于塑造三明治盘区。 在这些元素弯曲的行为不可以被塑造。 然而，在这个结构构架系统三明治盘区只采取压缩和张力。 这归结于允许盘区的自转的连接系统。 结果弯曲力矩不可以存在。 构架的压缩对角成员在矩阵崩裂之前的一个恒定的初期模数描绘为同拉伸初期模数一样。 考虑到IPC材料13的非线性应力行为的构架成员服从对张力的要求。物质行为是由以起源开始的一条双线应力应变曲线描述的(Fig. 1). 在崩裂E1的矩阵之前曲线的最初的倾斜对应于初期模数。 在指定的转折重力，曲线沿正切模数定义的第二个倾斜继续在崩裂E3的矩阵以后。 荷载和材料的重量在甲板被一致分布。 为了模仿支持的影响对应于底下弦的第一根和最后铰链的结在y方向被压抑。 表2提出力量在具体甲板，在对角成员和在底下弦在最后极限状态。 表3提出在操作性能极限状态垂直的偏折。 结果得到这二个方法是非常相似的。 由后果，甲板的抗弯刚度不极大影响结果。与结构的总抗弯刚度比较，甲板的抗弯刚度是非常小的。 因此，以分析方法得到结果，考虑一根铰链在构架的每个结，给出可接受的结果。 因而结构表现像真正的构架，并且具体甲板的连续性几乎不影响桥梁的全面性僵硬。
在紧张IPC/UD状态特定的重力最大值是30 MPa，在压缩时为-10.58 MPa，IPC/mat为8.95 MPa。 所有重力位于材料的设计重力之下。 最大偏折在中间间距为操作性能极限状态是23.75毫米(span/561)。 构架的对角成员仅三明治盘区被服从压缩力。 为了避免所有失败的风险必须通过整体和本机折检查这些盘区 (起皱纹)。 必须包括横向剪变形。 这减少的荷载是比较普通的Euler折的事例。考虑到核心的剪切变形和面孔22的抗弯刚度的盘区的重要弯折力量，加强IPC/mat计算：
Pb是在纯净弯曲的弯折荷载和Ps在纯剪切的地方。 整体弯折荷载是-129 kN (-12.9 MPa)。 地方弯折或起皱纹是面孔板料不稳定的形式的地方。 由一个有弹性媒介核心折一条细条的起皱纹的重力材料(面孔)支持被计算考虑：
IPC/mat面孔的重要起皱纹的重力是- 38.64 MPa。
4.3. 连接系统
钢连接设计与Eurocode 3符合。工程学在构架的不同的部分演算方法(最后极限状态)具体为甲板对角成员底下弦演算压缩和弯曲的作用构造演算为S355 454 C.执行。钢元素的作用有屈服应力(fy) 355 MPa和失败重应力(fu) 510 MPa。
钢插入物的维度不要对应于钢外形的制造标准; 插入物由一张钢片的可折叠做有5毫米的厚度。 在三明治盘区的表层之间使用十二个螺栓固定外形。 连接板材垂直地被投入对钢插入物(Ｕ形射线)和对插入物的耳轮缘的焊接。 连接板材有允许他们用别针联接到加固板的一个孔。 连接板材位于第三个和第四个螺栓之间(Fig.4)，因而位于处所(125毫米)和四分之三(375毫米)外形的长度。 这种关于在外形最大的弯曲力矩的解答不是最优选。 的确，用这种解答，弯曲力矩总停留在外形正面。 最佳方案是安置包括103.5毫米每外形板材在结尾。 这样，最大的正面弯曲力矩，在连接板材的水平是与在外形的中间间距发生的最大的消极弯曲力矩相同的。 然而，这种解答不是与对12个螺栓的用途兼容。 为了应用这种解答，使螺栓数量降低到十看起来是必要的，但这种解答不允许关于IPC的轴承抵抗。
分析设计通过考虑分布荷载在外形的整体宽度执行。 这演算在最后极限状态做为在底下弦三明治盘区对应于最大的简正力量在中间间距308 kN的力量(被装载的盘区)。 弯曲力矩和剪切力是在板材最大的水平。 在Eurocode 3以后，横断面的塑料抗性片刻被剪现象的出现减少。如果剪切力是小的，这减少是微不足道，由材料的锻件补偿。 另一方面，如果剪切力占去抗性塑料剪切力的一半，在抵抗的塑料片考虑它的互作用是必要的。 因为剪切力小于塑料抵抗的剪切力的一半，塑料抵抗片刻没有被剪切力破坏的出现减少。 在盘区加入由10毫米直径螺栓执行有钢质量8.8的插入物。 使用十二个螺栓用盘区连接插入物。 螺栓的抵抗被核实为剪和轴承压力。在减少的横断面计算IPC三明治盘区的抵抗力，是为了避免所有失败的风险通过负担压力，由拉伸在螺栓的水平和由剪切失败在螺栓和盘区之间的末端实现。 在板材最大张力是154 kN。 在孔减少的横断面的抵抗的水平被核实和轴承抵抗相同，并考虑到边距(孔和板材的肢的之间距离)。 连接板材到插入物的焊接联接有4毫米和62毫米的一个有效长度的厚度。 在连接板材加入由20毫米直径螺栓做有钢质量8.8的板材。 螺栓的剪切抵抗被核实。 连接系统的每个组分抗性力量和行动在这些组分的力量在表4被提出。
在表层之间钢插入物被安置在三明治盘区的末端。在盘区重应力的发行被钢插入物的僵硬影响。 为了确定重应力的发行和检查行动在钢插入物的力量在盘区盘区和连接系统塑造与ANSYS类同。 钢插入物运作象一条多重支持的射线，荷载通过螺栓被传送，并且支持在钢连接板材的地方。为了使最大的正应力降低到价值紧挨可接受重应力(40 MPa)在单向的纤维加强的IPC，插入物的僵硬也被设计。 一个混合的选择由二维长方形线性元素(PLANE42)和一条尺寸射线线性元素(BEAM3)组成用于塑造C。盘区仅一半被塑造。 计算为盘区执行最高的应用荷载。这个盘区由IPC undirectional玻璃纤维加强和位于构架的底下弦在中间间距组成。 在盘区力量是308 kN。 刚性限制在Y方向(参见Fig.5) 被强加在连接板材附近。 在Y方向一个位移为强加在三明治盘区的中部; 这个位移必须对应于在盘区的最后极限力量(308 kN)。 这计算的结果显示在Fig.5. 最大正应力是40.6 MPa并且发生在连接板材附近。 分析只出钢插入物也允许确定剪切力的发行和弯曲力矩。 剪切力的最大价值和弯曲力矩在表4被提及。
为了检查重应力的发行和为了定量连接系统的变形钢插入物和连接板材的元素也被塑造。 三维长方形线性元素(SOLID45)用于塑造钢插入物。 插入物被压抑在焊接联接的水平，并且力量是应用在孔的地点提出对板材的第2分析执行了二维长方形线性元素
Fig.5 FEM结果： (a)正应力在盘区(ULS) (b)冯Mises重应力在外形(SLS) (c)冯Mises重应力在板材(SLS)。
(PLANE42)。 板材被压抑在焊接联接的水平。力量分布适用于板材在孔的一半圆周内，朝应力的方向。 运用正弦法则沿结分布力量。 据非线性法则，以最初的僵硬210 GPa直到屈服应力和的减少的僵硬在屈服应力1 GPa之上，用于为塑造板材和钢插入物描绘钢的结构性行为。冯Mises重应力的发行是在钢插入物和在板材的操作性能极限负载的代表。 为了容易地确定出产量区域颜色物质板台限制到弹性范围。因而用一个优选的方式使钢插入物充分地运作在弹性范围直到屈服负载。 由于别针仅在板材的孔附近区域产生了轴承压力，这个区域停留板材非常有限，结果能用于结构。 在服务极限负载得到钢插入物和板材的变形的价值在表4被提出。 钢插入物和板材的特定变形分析在表4也被提出。钢插入物由于弯曲力矩变形，考虑到剪切力。
全套毕业设计论文现成成品资料请咨询微信号：biyezuopin QQ：2922748026
返回首页
如转载请注明来源于www.biyezuopin.vip
|
