CFRP加固焊接鋼結(jié)構(gòu)疲勞試驗研究.pdf

1、疲勞破壞是焊接鋼結(jié)構(gòu)最主要的失效方式。據(jù)資料統(tǒng)計，70％～90％的焊接鋼結(jié)構(gòu)失效是由于焊接接頭的疲勞斷裂引起的，疲勞破壞在一定程度上限制了焊接鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍。本文通過試驗研究碳纖維增強復(fù)合材料(CFRP)對焊接鋼結(jié)構(gòu)疲勞性能的加固效果。 本文回顧了疲勞問題的基本理論，介紹了焊接鋼結(jié)構(gòu)的主要特點和常見的改善疲勞性能的措施，并通過試驗研究了42CrMo鋼的疲勞性能。試驗結(jié)果表明：42CrMo鋼拉.拉疲勞極限(R=σmin/σmax

2、=0.1)在0.33σb～0.35σb之間，拉-壓疲勞極限(R=σmin/σmax=-1)在0.4σb～0.5σb之間；拉-拉疲勞極限(R=0.1)與拉-壓疲勞極限(R=-1)較好地吻合Gerber關(guān)系式；在高頻(110Hz以上)疲勞試驗機上做低周拉.壓疲勞試驗需要考慮溫度影響。 采用MTS液壓伺服加載系統(tǒng)研究CFRP加固焊接鋼梁的疲勞性能。對H型鋼梁采用對接焊接連接工藝中，焊縫是其薄弱部位。試驗制作了4根對接焊接的H型鋼梁(H

3、M244×175×7×11)，針對鋼梁受純彎曲荷載，本文在其對接的焊縫段對鋼梁下翼緣粘貼CFRP材料進行結(jié)構(gòu)加固。分別研究了未加固、單層CFRP加固、雙層CFRP加固以及CFRP板加固焊接鋼梁在純彎曲狀態(tài)下的疲勞壽命。試驗結(jié)果表明：CFRP布能分擔(dān)焊接鋼結(jié)構(gòu)的載荷，降低焊接接頭處應(yīng)力，延緩疲勞裂紋的產(chǎn)生，有效地延長焊接鋼結(jié)構(gòu)的疲勞壽命；單層CFRP布加固焊接鋼梁疲勞壽命提高了45％，雙層CFRP布加固焊接鋼梁疲勞壽命提高93.7％；CF