CFRP加固焊接鋼結(jié)構(gòu)的疲勞性能試驗(yàn)與分析研究.pdf

1、由于焊縫自身的缺陷存在,導(dǎo)致大部分焊接鋼結(jié)構(gòu)失效是由于焊接接頭的疲勞斷裂引起的。碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)加固焊接鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用研究較少,尤其是焊接構(gòu)件加固之后的疲勞性能的試驗(yàn)和分析。本文通過(guò)試驗(yàn)和計(jì)算對(duì)比,定量分析對(duì)接焊Q345鋼板在采用CFRP布加固前后的疲勞性能的改善,并基于BS7608標(biāo)準(zhǔn),運(yùn)用有限元軟件ANSYS對(duì)CFRP布加固焊接Q345鋼板進(jìn)行受力分析,運(yùn)用S-N曲線預(yù)估構(gòu)件加固后的疲勞壽命。
　　 經(jīng)過(guò)試驗(yàn)與計(jì)算

2、分析,本文取得以下研究成果:
　　 (1)焊接接頭是焊接構(gòu)件的薄弱部位,本文研究發(fā)現(xiàn),對(duì)接焊接鋼板在三點(diǎn)彎曲的循環(huán)荷載作用下,疲勞裂紋在焊接部位的底部產(chǎn)生；當(dāng)采用CFRP在底部加固后,疲勞裂紋仍在相同的部位產(chǎn)生,且構(gòu)件發(fā)生相對(duì)較大變形后,粘結(jié)CFRP的膠層發(fā)生破壞,CFRP與鋼板剝離。
　　 (2)CFRP的彈性模量與鋼板以及焊料的彈性模量相差較小,當(dāng)沿長(zhǎng)度方向粘貼CFRP后,對(duì)接焊接鋼板在三點(diǎn)彎曲的循環(huán)荷載作用下,針對(duì)

3、單面焊和雙面焊,焊縫部位的最大拉應(yīng)力分別僅降低9.9％和8.8％,循環(huán)荷載應(yīng)力值幅度降低9.7％(單面焊)和8.8％(雙面焊)。
　　 (3)粘貼CFRP可以明顯地提高對(duì)接焊鋼構(gòu)件的疲勞壽命。對(duì)于單面焊構(gòu)件,粘貼CFRP后將構(gòu)件的疲勞壽命由1.25E6提高到2.46E6,提高了97％,且基于標(biāo)準(zhǔn)BS7608,并采取合理的修正,可以較好地預(yù)估構(gòu)件在粘貼CFRP之后的疲勞壽命。
　　 本文的研究分析可為CFRP加固焊接鋼結(jié)構(gòu)