冲击荷载下FRP-混凝土界面剥离机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51308307
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0805.工程材料
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Interfacial debonding phenomenon always happens in FRP reinforced concrete structures under generalized loading because of the insufficient strength of interface. The process of interfacial debonding is extremely complicated, thus it is hard to be observed by experiments. Numerical Methods such as Finite Element Method(FEM) have obstacles in modeling interfacial debonding, such as constitutive law of cohesive interface,accuracy of solution, remeshing and mesh mapping, solution of large-scale nonlinear equations, stability and convergence of algorithm. Furthermore, currently most of the studies focus on interfacial debonding phenomenon under static loading, while the mechanism of interfacial debonding under dynamic loadings, such as impact, collision and explosion, are not clear yet. This project intends to deduce and verify a universal elastic-plastic fracture criterion based on Griffith strain energy release rate, establish a reasonable rate-dependent interfacial constitutive model combined with in-plane shear test, and explicitly model the whole process of FRP-concrete interfacial dynamic debonding under impact loading based on FEM - SBFEM coupled method, local arc-length algorithm and effective remeshing and mesh mapping technology, and then verify the algorithm by fine-mesh FEM and impact experiments,in order to reveal the influence of strain rate effect,inertial effect, loading rate and paste material properties on the macro regularity and micro representation of interfacial debonding based on parameter analysis, and lay an important foundation for the safety study of FRP reinforced concrete.
广义荷载下,纤维增强复合材料(FRP)加固混凝土结构往往因界面强度不足而发生界面剥离破坏。界面剥离过程复杂,试验观测难度大。有限元法等数值模拟方法在粘结界面本构模型、求解精度、网格重分和映射、大型非线性方程组求解、算法稳定性和收敛性等方面尚存不足。目前大部分研究针对静载下的界面剥离问题,冲击、碰撞和爆炸等动载作用下的界面剥离机理尚不明确。本项目拟基于Griffith应变能释放率推导和验证一种普适的弹塑性复合型裂缝扩展准则,结合面内剪切试验建立合理的率相关界面单元本构模型,在FEM-SBFEM耦合技术、局部弧长法、高效的网格重分和映射技术的基础上实现冲击荷载下FRP-混凝土界面动态剥离全过程的快速显式模拟,并与精细有限元和冲击试验相互验证。通过参数分析揭示应变率效应、惯性效应、加载速率和粘结材料特性等因素对界面剥离宏观规律和微观表征的影响,为FRP加固混凝土结构的安全性研究奠定重要基础。

结项摘要

广义荷载下, FRP加固混凝土结构往往因界面强度不足而发生界面剥离破坏。界面剥离过程复杂,试验观测难度大。有限元法等数值模拟方法在粘结界面本构模型、求解精度、网格重分和映射、大型非线性方程组求解、算法稳定性和收敛性等方面尚存不足。本项目完成了冲击荷载下FRP-混凝土界面正拉粘结破坏试验、冲击荷载下FRP-混凝土界面剪切剥离试验、基于随机游走法的二维/三维混凝土细观模型生成方法、基于自适应多边形比例边界元法的弹性动力问题快速求解、基于四叉树(二维)和八叉树(三维)比例边界元的混凝土损伤模拟、基于细观模型和比例边界元法的混凝土损伤模拟等研究内容。系统总结了FRP-混凝土界面断裂能、界面承载力、应力应变分布的影响因素。通过参数拟合获得了考虑应变率效应的FRP-混凝土界面正拉强度计算公式和粘结滑移曲线,为FRP加固混凝土结构的设计提供了参考。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
CFRP锚索型风电结构抗台风性能研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    太阳能学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    章子华;李俊华;诸葛萍;楼志挺
  • 通讯作者:
    楼志挺
模拟台风作用下的大型风电结构失效分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Mathematical Problems in Engineering
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zihua Zhang;Junhua Li;Ping Zhuge
  • 通讯作者:
    Ping Zhuge
复杂条件下FRP-混凝土界面剥离机理研究分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    宁波大学学报(理工版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张裕华;章子华;诸葛萍
  • 通讯作者:
    诸葛萍
台风作用下大型风电结构破坏模式研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    振动与冲击
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    章子华;周易;诸葛萍
  • 通讯作者:
    诸葛萍
带梢钉连接件的钢-混凝土构件火灾后界面剪切性能研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Frontiers of Structural and Civil Engineering
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Zihua ZHANG;Junhua LI;Lei ZHANG;Kai YU
  • 通讯作者:
    Kai YU

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其他文献

CFRP主缆-索夹界面抗滑移性能研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    西南交通大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    章子华;汪思聪;丁勇;强士中
  • 通讯作者:
    强士中
循环荷载作用对CFRP筋力学性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    复合材料学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    丁勇;卢彭真;强士中;章子华
  • 通讯作者:
    章子华
大跨悬索桥CFRP主缆-索夹界面抗滑移性能
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    西南交通大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    章子华;汪思聪;丁勇;强士中
  • 通讯作者:
    强士中
土木工程用CFRP筋弯折抗拉性能
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    复合材料学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    诸葛萍;章子华;丁勇;卢彭真
  • 通讯作者:
    卢彭真

其他文献

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带肋FRP筋-混凝土界面动态黏结性能与细观失效机理研究
  • 批准号:
    52378162
  • 批准年份:
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  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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