CFRP加固箱型金屬結(jié)構(gòu)及修復(fù)典型疲勞裂紋研究.pdf

1、箱型金屬結(jié)構(gòu)是大型金屬結(jié)構(gòu)中的常見(jiàn)形式，多見(jiàn)于港口起重機(jī)械、大型鋼架橋梁。箱型金屬結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期處于高負(fù)載、疲勞交變載荷下，易發(fā)生疲勞破壞，嚴(yán)重威脅安全生產(chǎn)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。CFRP（碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料）加固技術(shù)是一種新型的無(wú)損加固技術(shù)，具有不損傷原結(jié)構(gòu)、操作簡(jiǎn)易、加固效果好、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。本文針對(duì)箱型金屬結(jié)構(gòu)和典型焊縫疲勞裂紋，運(yùn)用CFRP材料局部加固箱型金屬結(jié)構(gòu)、修復(fù)典型焊縫疲勞裂紋，通過(guò)理論分析，仿真計(jì)算和試驗(yàn)驗(yàn)證，設(shè)計(jì)CFRP局部加固箱

2、型結(jié)構(gòu)及修復(fù)典型焊縫疲勞裂紋，評(píng)價(jià)加固及修復(fù)效果，對(duì)CFRP在金屬結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用，有著重要的價(jià)值。
　　本文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1）首先介紹了受彎構(gòu)件膠層界面應(yīng)力分布的基本理論，建立了箱形結(jié)構(gòu)承受彎矩下層界面剪應(yīng)力、拉應(yīng)力及剝離應(yīng)力數(shù)學(xué)模型；基于理論分析，結(jié)合ANSYS有限元仿真軟件，在彈性范圍內(nèi)，探討了膠層彈性模量、膠層厚度、膠層長(zhǎng)度、膠層邊緣形狀、膠層溢膠、CFRP彈性模量、CFRP厚度對(duì)膠層粘接界面受力

3、的影響。
　　2）其次基于箱型結(jié)構(gòu)承受彎曲載荷時(shí)的應(yīng)力集中分布情況，制定了CFRP局部加固箱型金屬結(jié)構(gòu)方案，運(yùn)用ANSYS有限元仿真軟件中的非線性分析，建立“CFRP-膠層-箱型金屬結(jié)構(gòu)”的本構(gòu)關(guān)系模型，數(shù)值計(jì)算對(duì)比局部加固前后箱型金屬結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性、承載能力及局部應(yīng)力分布改善情況；設(shè)置三點(diǎn)彎曲靜力加載試驗(yàn)，對(duì)比驗(yàn)證仿真結(jié)果。
　　3）最后，設(shè)計(jì)了CFRP修復(fù)箱型金屬結(jié)構(gòu)典型焊縫裂紋的方法，包括箱型金屬結(jié)構(gòu)的下翼板跨中對(duì)接