一种螺栓连接FRP型材构件纤维铺层铺设方法及FRP型材构件技术

本发明专利技术公开了一种螺栓连接FRP型材构件纤维铺层铺设方法及FRP型材构件，其中，纤维铺层的铺设方法为：步骤一、根据型材构件截面参数以及连接效率，确定连接区域几何参数；步骤二、根据确定的连接区域几何参数，建立连接区域有限元模型，以螺栓连接孔洞的挤压破坏为目标进行优化得到纤维铺层的方向以及铺层比例，其中铺层的方向包括0°、±45°和90°；步骤三、按照步骤二确定的纤维铺层的方向以及铺层比例进行铺设。通过本发明专利技术的铺设方法，在提高FRP连接区域承载力的同时，改善了节点的破坏形态，将原来的脆性剪切破坏变为具有一定延性的孔洞挤压破坏，这使得结构破坏时的具有一定的征兆，避免发生突发性的结构破坏。

A method of laying fiber layer for FRP profile component with bolt connection and FRP profile component

The invention discloses a method for laying a fiber layer of a bolted FRP profile component and a FRP profile component, wherein the laying method of the fiber layer is as follows: Step 1: determine the geometric parameters of the connection area according to the sectional parameters of the profile component and the connection efficiency; step 2: establish the finite element model of the connection area according to the determined geometric parameters of the connection area to connect the holes by bolts The direction and the proportion of the fiber layer are optimized by extrusion failure, and the direction of the layer includes 0 \u00b0, \u00b1 45 \u00b0 and 90 \u00b0; step 3, according to the direction and the proportion of the fiber layer determined in step 2. Through the laying method of the invention, while improving the bearing capacity of the FRP connection area, the failure mode of the node is improved, and the original brittle shear failure is changed into the hole extrusion failure with certain ductility, which makes the structure failure have certain symptoms and avoid sudden structural failure.

【技术实现步骤摘要】
一种螺栓连接FRP型材构件纤维铺层铺设方法及FRP型材构件
本专利技术涉及一种螺栓连接FRP型材构件一体化设计方法，属于FRP型材设计方法领域。
技术介绍
纤维增强复合材料(FRP)因其轻质、高强、耐腐蚀在工程结构得到了广泛的应用。除了结构加固修补中大量采用的FRP片材和筋材外，由FRP拉挤型材作为建筑材料的新建结构的应用也日益受到工程界的重视，其在桁架桥、大跨空间结构等形式中具有显著的轻量化和耐久性提升的优势。桁架结构中杆件主要承受沿杆件长度方向的拉压力，FRP型材轻质高强特点主要体现在顺纤维方向的抗拉强度高，因此利用FRP型材制成桁架结构更能充分发挥复合材料优异的单向力学性能，提高结构的安全性、降低结构的后期维护费用。但由于FRP型材的单向性能导致复合材料桁架结构往往出现连接效率和材料利用率低的问题，且据统计，在航空航天领域复合材料的破坏70％发生在连接部位。目前复合材料节点连接的方式主要有胶结连接、螺栓连接、胶栓混合连接等。不同的连接方式各有优缺点：首先螺栓连接具有便于质量检测、可靠性较高、易拆卸、无残余应力、承载力大、抗剥离、施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种螺栓连接FRP型材构件纤维铺层铺设方法，其特征在于，纤维铺层的铺设方法为：/n步骤一、根据型材构件截面参数以及连接效率，确定连接区域几何参数；/n步骤二、根据确定的连接区域几何参数，建立连接区域有限元模型，以螺栓连接孔洞的挤压破坏为目标进行优化得到纤维铺层的方向以及铺层比例，其中铺层的方向包括0°、±45°和90°；/n步骤三、按照步骤二确定的纤维铺层的方向以及铺层比例进行铺设。/n

【技术特征摘要】
1.一种螺栓连接FRP型材构件纤维铺层铺设方法，其特征在于，纤维铺层的铺设方法为：
步骤一、根据型材构件截面参数以及连接效率，确定连接区域几何参数；
步骤二、根据确定的连接区域几何参数，建立连接区域有限元模型，以螺栓连接孔洞的挤压破坏为目标进行优化得到纤维铺层的方向以及铺层比例，其中铺层的方向包括0°、±45°和90°；
步骤三、按照步骤二确定的纤维铺层的方向以及铺层比例进行铺设。


2.根据权利要求1所述的纤维铺层铺设方法，其特征在于，所述连接区域的几何参数包括螺栓连接孔洞的直径、螺栓连接孔洞的间距及螺栓连接孔洞到连接区域边缘的距离。


3.根据权利要求2所述的纤维铺层铺设方法，其特征在于，所述连接区域的几何参数还包括连接区域的长度和宽度。


4.根据权利要求1-3任一所述的纤维铺层铺设方法，其特征在于，步骤二包括：
依据有限元模型确定0°、±45°和...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪昕，刘路路，吴智深，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32