FRP板修复开裂钢板的应力强度因子影响因素分析

发布时间：2021-08-30 10:31

　　为系统地了解纤维增强复合材料（FRP）板修复损伤钢构件疲劳裂纹的影响因素,以FRP板修复含中心裂纹的钢板作为研究对象,以裂纹尖端的应力强度因子K作为分析指标,采用有限元方法对FRP板修复开裂钢板的K进行参数分析。结果表明:FRP板截面刚度、宽度和长度的提高能够使K降低,但当FRP板增加到某一长度后,进一步增加长度将基本不影响K;增加胶层剪切模量、降低胶层厚度可以降低K,局部剥离的出现导致K变大;FRP单面修复的K明显大于双面修复,增加FRP板厚度对降低单面修复的K作用不大。 

【文章来源】：河海大学学报(自然科学版). 2020,48(05)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

试件示意图(单位:mm)

选择在试验研究中最常用的FRP板双面修复的含中心裂纹钢板作为分析对象,试件几何形状如图1所示。钢板的长度、宽度和厚度分别为700 mm、120 mm和10 mm,在钢板中心位置切割一条中心裂纹。FRP和胶层的基本参数如下:FRP板宽度为120 mm,厚度和长度分别为1.4 mm和300 mm,胶层厚度为1.0 mm。在参数分析时,当变化其中一个参数时,其他参数采用上述基本参数数值。2 有限元模型

由图4可知,FRP板弹性模量越大,K越低,且裂纹越长则K降低越多。比如,对于a=15 mm的裂纹,未修复时K为1 061.7 MPa·mm1/2,采用FRP修复后,随着弹模从80 GPa提高至460 GPa,K从839.7 MPa·mm1/2降低至529.2 MPa·mm1/2,降低幅度从31%增加到60%。a=45 mm的裂纹,修复后的K比修复前的降低了50%～75%。3.1节和3.2节说明,提高FRP的截面刚度(厚度和弹性模量),可以明显降低K。图4 FRP板弹性模量对K的影响

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3372617