CFRP加固焊接鋼結(jié)構(gòu)的疲勞性能試驗與分析研究.pdf

1、由于焊縫自身的缺陷存在,導致大部分焊接鋼結(jié)構(gòu)失效是由于焊接接頭的疲勞斷裂引起的。碳纖維增強復合材料(CFRP)加固焊接鋼結(jié)構(gòu)應用研究較少,尤其是焊接構(gòu)件加固之后的疲勞性能的試驗和分析。本文通過試驗和計算對比,定量分析對接焊Q345鋼板在采用CFRP布加固前后的疲勞性能的改善,并基于BS7608標準,運用有限元軟件ANSYS對CFRP布加固焊接Q345鋼板進行受力分析,運用S-N曲線預估構(gòu)件加固后的疲勞壽命。
　　 經(jīng)過試驗與計算

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),對接焊接鋼板在三點彎曲的循環(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,當沿長度方向粘貼CFRP后,對接焊接鋼板在三點彎曲的循環(huán)荷載作用下,針對

3、單面焊和雙面焊,焊縫部位的最大拉應力分別僅降低9.9％和8.8％,循環(huán)荷載應力值幅度降低9.7％(單面焊)和8.8％(雙面焊)。
　　 (3)粘貼CFRP可以明顯地提高對接焊鋼構(gòu)件的疲勞壽命。對于單面焊構(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％,且基于標準BS7608,并采取合理的修正,可以較好地預估構(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)