碳纤维布加固渡槽的优化设计

为探讨碳纤维布加固渡槽机理并确定最优加固方案,应用正交设计方法,以纤维布厚度、横向间距、条宽和弹模4个参数作为正交分析的4个因素,每个因素取3个水平,设计了9组加固处理方案,在满槽工况下,采用有限差分元进行数值计算。结果表明:碳纤维布能明显改善渡槽的拉应力分布,采用碳纤维布加固后,拉应力主要集中于碳纤维布附近,渡槽拉应力区范围明显减少;用碳纤维布加固后,渡槽最大竖向位移明显减小,且碳纤维布弹性模量对渡槽最大竖向变形影响最敏感;综合考虑渡槽变形和经济因素,碳纤维布加固渡槽的最优碳纤维布厚度为0.4 mm,最优间距为3 m,最优条宽为0.4 m,最优弹模为3×10~5 MPa。