CFRP修复含裂纹加筋板极限强度仿真研究

[目的]为研究碳纤维增强复合材料(CFRP)粘贴修复含裂纹加筋板的极限强度,[方法]采用非线性有限元法对在轴向压缩载荷作用下的CFRP修复含裂纹加筋板的极限强度进行分析,基于CFRP修复含裂纹加筋板模型,对仿真结果与文献的试验结果进行比较,验证所提方法的准确性。以CFRP双面修复含裂纹加筋板为例,研究CFRP加筋板的极限强度,并对胶层剥离机理和胶层应力进行分析。[结果]结果表明,使用CFRP修复含裂纹加筋板后其极限强度得到了明显提高,且接近于含几何初始缺陷加筋板的极限强度;CFRP修复含裂纹加筋板的脱胶行为发生在极限强度之后。[结论]使用CFRP修复含裂纹损伤的加筋板可有效提高其极限承载能力,研究结果可为船舶与海洋工程结构修复提供参考。

基于XFEM的加筋板动态裂纹扩展研究

基于扩展有限单元法(XFEM),采用有限元软件ABAQUS,结合最大主应力准则及损伤型的本构关系,对含裂纹加筋板结构的动态裂纹扩展过程展开了系列数值模拟研究,并分析了网格尺寸、加强筋高度,以及裂纹长度对裂纹扩展过程的影响.计算结果表明,冲击拉伸载荷作用下,裂纹在加强筋和板中交替扩展;网格尺寸对计算结果精度的影响明显;增加加强筋高度、减小裂纹长度可以延迟裂纹开始扩展的时间,并且对于减小裂纹在板中的扩展长度十分有利.