复合材料路面板弹性等效模型.pdfVIP

维普资讯 第 27卷 第 5期 长安大学学报 (自然科学版) Vo1．27 NO．5 2007年 9月 JournalofChang’anUniversity(NaturalScienceEdition) Sept．2007 文章编号：1671-8879(2007)05—0024—06 复合材料路面板弹性等效模型 陈 洲 ，王秉纲 (长安大学 公路学 院，陕西 西安 710064) 摘 要 ：利用弹性力学的刚度等效原理，将结构复杂的复合材料路面板简化为材料均匀的正交异性 板，建立弹性等效模型，为此类问题 的具体分析提供一种简明规范的方法。利用弹性力学理论，首 先计算出中间方形管粘结板的各向刚度 ，将其等效为相 同尺寸的正交异性板 ，由刚度相等，推导 出 了等效板的杨氏模量、切变模量和泊松比等结构属性 的计算公式；在此基础上，将整个路面板等效 为正交异性板 ，建立了等效板的材料属性公式化计算模型；最后，选用一块具体的路面板，利用有限 元分析软件 ANSYS，建立路面板和等效板的有限元模型。结果表明：从均布荷载作用下两模型的 变形比较 图可以看 出，路面板模型 的最大变形为一l4．73mm，等效板模 型最大变形为一l3．97 mm，两者相差 5．2 。由于等效板模 型对变形作 了一定假定，引起板刚度增大，所以计算 出的位移 减小，其误差是可 以接 受的，由此证明了弹性等效模型是正确的。 关键词 ：道路工程；复合材料 ；路面板；弹性力学；等效模型；有限元方法 中图分类号：U4ll；TU4l6 文献标志码 ：A Elasticequivalentmodelofcomplex fiberreinforcedplasticpavementdeck CHEN Zhou，W ANG Bing—gang (SchoolofHighway，Chang’anUniversity，Xi’an710064，Shaanxi，China) Abstract：Usingstiffnessequivalenttheoryofelasticmechanics，thispapersimplifiesthecomplex fiberreinforcedplasticpavementdeck toapieceofmaterialwell—proportionedorthotropicdeck ， andbuildsthe elasticequivalentmodel，SO asto putforward akind ofsimpleand canonica1 methodforsuchproblems．Thispaperfirstly calculatesthestiffnessofthetubepane1in each directionwithelasticmechanicstheory，andequatesthetubepaneltoapieceoforthotropicplate with the same dimension． By equalstiffness，this paperdeduces the formulas ofelasticity modulus，shearmodulusand poisson’Sratiosoftheequivalentplate．Then。basedon above conclusion，thispaperequatesthewholepavementdecktoapieceoforthotropicplatewith the samedimension，andbuildsmaterialpropertiesformulacalculationmodeloftheequivalentplate． At1a