超声冲击与CFRP复合加固焊接接头疲劳性能研究

采用超声冲击或粘贴CFRP等方法都可以起到加固焊接接头的效果,但仍难以满足部分接头的加固需求,且对两种方法的加固机理研究不足。为此,提出了采用超声冲击和CFRP复合加固的方法,设计了仅超声冲击处理、仅粘贴CFRP和复合加固方法的试件以及一组未处理的对比试件并进行了疲劳加载试验。结果表明：采用三种处理方法均可以有效提升焊接试件的疲劳强度和疲劳寿命;超声冲击处理后对焊接结构焊缝残余应力的消除作用明显,消除率高达200%以上;采用CFRP加固可以阻碍裂纹扩展,但对焊接缺陷改善效果较小;复合加固方法结合超声加固方法和粘贴CFRP方法的优点,既可以通过超声冲击实现应力重分布,又可以通过CFRP高强度高弹性模量的特点阻止裂纹的产生与发展。     

变温度场下CFRP布加固工字钢梁疲劳性能研究

为研究湿热环境下CFRP布加固工字钢梁的加固效果,采用有限元软件ABAQUS进行了变温度场下未加固、一层、三层和五层CFRP布加固工字钢梁的数值模拟,得到了工字钢梁的荷载-温度曲线和疲劳寿命-温度曲线,建立了CFRP布加固工字钢梁的疲劳寿命预测模型.结果 表明,CFRP布加固工字钢梁的承载力和疲劳性能受温度的影响,一层...     

CFRP加固焊接工字钢梁的有限元分析

碳纤维增强复合材料（CFRP）加固混凝土结构目前已经得到广泛应用,但在钢结构加固方面应用尚少。通过有限元软件ANSYS对碳纤维布和碳纤维板加固焊接工字钢梁进行变形和应力场分析,得出CFRP片材加固可增强钢梁的刚度,降低钢梁的最大应力。该分析结果可用于钢梁疲劳寿命分析。     

CFRP加固焊接钢结构力学性能研究

当前焊接钢结构在工程中大量使用,由于钢结构焊接中存在的缺陷,铜结构／构件远未达到强度极限时就发生破坏或者不能正常工作,导致钢结构达不到设计的预期使用寿命,甚至于远远没有达到预期服役年限．引发了一系列的工程破坏事故。通过分析、统计发现其中疲劳是钢结构破坏的主要形式之一,本文通过对静载拉伸状态下碳纤维布加固钝形焊缝力学性能试验的分析与研究,发现碳纤维布能够显著提高焊接构件的抗拉极限与使用寿命,以及降低焊缝处的应力集中。     

CFRP加固焊接钢结构力学性能研究

当前焊接钢结构在工程中大量使用,由于钢结构焊接中存在的缺陷,钢结构或构件在远未达到强度极限时就发生破坏或不能正常工作,导致钢结构达不到设计的预期使用寿命,甚至于远远没有达到预期服役年限,引发了一系列的工程破坏事故。通过分析、统计发现,疲劳是钢结构破坏的主要形式之一,通过对静栽拉伸状态下碳纤维布加固钝形焊缝力学性能试验的分析与研究发现,碳纤维布能够显著提高焊接构件的抗拉极限与使用寿命,并降低焊缝处的应力集中。     

碳纤维加固钢结构的疲劳寿命分析

采用断裂力学方法对CFRP加固钢结构的剩余疲劳寿命进行研究。引入考虑裂纹闭合的疲劳寿命分析模型对CFRP加固钢结构进行疲劳寿命计算,计算结果与疲劳试验结果吻合较好。实际结构承受的是随机变幅疲劳荷载,根据Miner线性累积损伤理论,将变幅疲劳荷载转化成等效应力幅下的常幅疲劳荷载,给出CFRP加固钢结构的疲劳验算建议方法。     

碳纤维复合材料改善钢结构疲劳性能研究现状

疲劳损伤是钢结构失效的重要原因,现有的补强及止裂方法存在各自的缺点,而碳纤维复合(CFRP)材料轻质高强,疲劳性能好,采用CFRP材料补强能够避免打孔、焊接等过程,具有其他方法所不能比拟的优点。通过对国内外关于CFRP材料改善钢结构疲劳性能的试验研究、数值模拟、参数分析等方面的研究现状及其成果的总结分析,表明CFRP材料对钢结构疲劳性能有明显的改善作用。已有的试验研究主要集中在梁式试件、板式试件和部分焊接接头三类试件;数值模拟基于断裂力学理论展开,采用有限元和边界元两种方法。但由于研究对象缺乏普遍性,分析方法存在重要假定,有关钢结构焊接接头疲劳性能补强方面的研究有待进一步加强,以便指导工程之用。     

CFRP加固疲劳损伤钢结构的断裂力学分析

金属结构,特别是承受反复荷载作用的在役钢结构,通常存在不同程度的缺陷和疲劳损伤。在钢结构的损伤部位粘贴FRP对其疲劳损伤进行加固具有很多优势。对含中央疲劳损伤裂纹钢板粘贴CFRP加固,改善其剩余疲劳寿命进行了理论分析。基于线弹性断裂力学理论,采用有限元计算模型对裂纹前端的应力强度因子进行了计算。并根据Paris_Erdogan裂纹扩展模型,计算了加固前后疲劳损伤钢板的剩余疲劳寿命,验证了这一加固方法的有效性。     

箱形焊接结构全尺寸疲劳试验研究

在MTS结构试验系统上完成了两件箱形焊接结构的全尺寸疲劳试验,利用模拟焊接接头的P-S-N曲线及全尺寸疲劳试验结果,得到了箱形焊接结构修正的Miner法则寿命估算模型.     

不同程度损伤的CFRP加固钢板的疲劳性能研究

为进一步探讨碳纤维加固复合材料(CFRP)板对钢结构疲劳寿命的延长效果,进行了试验研究和理论分析。利用不同长度的人工裂缝代表不同程度的疲劳损伤。试验结果表明:采用CFRP修复能够有效减缓裂纹扩展并延长疲劳寿命。提出用于预测试件疲劳寿命的理论模型。随后,对其进行了参数分析,研究不同损伤程度下钢板的疲劳性能。深化了对在裂纹扩展不同阶段采用CFRP进行修复的理解,并针对这种加固方法提出了一些有益的建议。     

碳纤维布加固钢结构疲劳试验研究

钢构件疲劳损坏是钢结构破坏的主要形式之一 ,通过对拉 -拉应力状态下碳纤维布加固钢结构K形焊缝疲劳性能的试验研究与分析 ,认为在钢构件焊缝部位粘贴碳纤维能够有效降低焊趾处的应力集中 ,明显改善钢构件的疲劳性能 ,从而延长钢结构疲劳构件的使用寿命 ,具有很高的应用价值。     

CFRP加固含疲劳裂纹钢板的有限元参数分析

CFRP加固含疲劳裂纹钢板可显著提高其疲劳寿命。采用有限元分析方法,详细研究了CFRP长度、宽度、厚度、弹性模量,胶层的剪切模量和厚度等各种参数对加固效果的影响。结果表明:提高CFRP的弹性模量、厚度,采用适当的胶层剪切模量、厚度,对提高加固效果显著。根据有限元计算结果,归纳得出应力强度因子幅的计算经验公式,该经验公式与有限元计算结果和试验结果符合较好,可用于计算CFRP加固含疲劳裂纹钢板疲劳寿命的计算。     

碳纤维加固钢吊车梁疲劳性能试验研究

通过对碳纤维加固钢吊车梁模型进行抗弯疲劳试验,研究CFRP加固钢吊车梁后的加固效果。该试验是通过6根试验梁,按照设定的工况和加固方案进行试验,从而得到应变和挠度数据,并且绘制了累积损伤因子变化图。试验结果表明,在一定条件下,粘贴碳纤维布能够明显提高钢吊车梁的疲劳寿命,但疲劳破坏仍呈明显的脆性。钢吊车梁在接近疲劳破坏时,抗弯刚度急剧减小,累积损伤量急剧增大。当粘贴1层CFRP时,钢吊车梁的疲劳寿命提高52.94%～85.56%。     

复杂焊接结构的疲劳问题探讨

从疲劳抗力评估、结构应力分析、断裂力学计算疲劳寿命、模型疲劳试验等几方面对复杂焊接结构的疲劳问题进行讨论和分析,提出针对验证结构抗疲劳设计的复杂焊接结构模型试验原则、疲劳失效准则和主要研究部位。     

焊接钢结构地震下基于低周疲劳特性的破坏准则的探讨

介绍了结构地震下的几种破坏准则,并归纳了焊接钢结构的两种破坏准则：首超破坏准则和累积损伤破坏准则,给出统一两种破坏准则的基于低周疲劳特性的以等效延性为主要参数的表达式．最后简单介绍了结合破坏准则的焊接钢结构梁柱节点的抗震试验．     

CFRP加固混凝土梁端钢板锚固分析

研究碳纤维布加固钢筋混凝土梁端部的锚固构造,以解决现行端部锚固构造做法较少且较复杂的问题。对钢板锚固的梁进行水平荷载作用下的试验研究及有限元分析。通过分析试件及对比件的受力、变形及破坏特征等,从而对锚固效果进行研究。结果表明钢板锚固效果良好。     

碳纤维增强材料(CFRP)加固钢梁的疲劳试验研究

以钢梁为研究对象,对未加固钢梁与碳纤维增强材料CFRP加固钢梁在应力幅较小的中高周疲劳试验中的不同疲劳寿命进行对比,并对疲劳试验结果进行拟合分析。结果表明,在钢梁下翼缘疲劳敏感区域粘贴CFRP可以有效提高钢梁的疲劳寿命,对于存在初始疲劳裂缝的钢梁,采用CFRP加固可以将疲劳损伤钢梁的疲劳寿命恢复到未损伤钢梁的水平。     

碳纤维加固钢筋混凝土框架厂房及抗震分析

通过对锦西化工厂氯化苯车间厂房4层框架结构进行的结构验算分析表明,该厂房若继续使用,则除楼板外其余部分必须进行加固处理。为此,提出了框架梁柱加固的具体方案,并对其中跨度最大的1跨梁进行了有限元模拟。结果表明,采用CFRP加固后,梁可有效提高其抗弯承载力,减小梁底部钢筋受拉应力。同时,对厂房整体框架结构的抗震性能进行了有限元仿真模拟分析,结果表明,经CFRP加固处理后可明显提高结构的抗侧刚度,从而减小其地震响应,达到抗震规范中的要求。