玄武岩纤维增强复合材料拉挤圆管抗弯性能研究

为使玄武岩纤维增强复合材料(Basalt Fiber Reinforced Polymer, BFRP)拉挤圆管在桥梁工程中得到更广泛地应用，对其抗弯性能进行试验及有限元分析。对2根长度为750 mm的BFRP拉挤圆管进行三点抗弯试验；采用LS-DYNA有限元软件对试验过程进行模拟，验证有限元模拟的正确性；在保持BFRP拉挤圆管总厚度不变的条件下，研究内、外层双向纤维布的铺设厚度和角度对抗弯性能的影响。结果表明：试件从加载至破坏分为线弹性阶段、下降阶段和残余阶段，试件破坏后残余强度较大且卸载后迅速回弹恢复几何形状；有限元模拟试件的荷载～滑移曲线、失效现象和试验结果吻合较好，有限元模拟正确；布置适量厚度的内、外层双向纤维布可以提高试件的抗弯承载力；将内、外层双向纤维布铺设方向由90°变为45°后，抗弯承载力进一步提高，随着外层45°纤维布厚度增加，破坏时的挠度下降。建议制作BFRP拉挤圆管时，布置适量厚度的双向纤维布，角度以45°为宜。