CFRP布单侧加固非承重十字焊接接头应力强度因子分析

对单侧CFRP布加固含焊趾裂纹非承重十字焊接接头进行研究,分析裂纹尖端处应力强度因子KI随CFRP层数、初始裂纹长度、CFRP弹性模量和黏结剂弹性模量的变化。钢板中性轴位置随上述因素发生改变,引起次弯矩,使未加固侧裂纹尖端处KI发生变化。有限元分析结果表明:增加CFRP层数可以减小加固侧裂纹尖端处KI,但增大了未加固侧裂纹尖端处KI;增加初裂纹深度会较大程度地增大同侧裂纹尖端处KI,减小异侧裂纹尖端处KI;提高CFRP和黏结剂的弹性模量可以减小加固侧裂纹尖端处KI,增大未加固侧裂纹尖端处KI。为保证加固的效果,进行单侧CFRP加固时需要考虑两侧裂纹尖端处KI,确保两侧都满足要求。

粘贴碳纤维复合材料后非承重十字形焊接接头疲劳性能

疲劳损伤是钢结构焊接节点失效的重要原因,现有的补强及止裂方法存在各自的缺点,而碳纤维复合材料在混凝土结构及砌体结构中的成功应用预示了其在钢结构中改善疲劳性能、延长结构物寿命的应用前景。选取非承重十字形焊接接头对碳纤维复合材料改善焊接接头的疲劳性能进行研究,考察外贴碳纤维复合材料用量和应力幅对疲劳寿命的影响。试验进行之前,采用硅基牙模材料等手段量测焊趾角度和半径。在试验进行中,观察试件破坏形态并记录相应的寿命。之后采用精细化模型,分析焊趾半径、复合纤维材料用量、粘贴材料弹性模量等参数对局部应力集中程度的影响。结果表明:碳纤维布加固能够提高疲劳寿命,参数分析表明焊趾半径对应力集中程度的影响最为显著。