考虑缺陷位置和CFRP粘贴方式的钢板疲劳性能

来源：中国血液净化杂志2022年第2期北京时间：

作者：陈卓异, 曾剑波, 彭岚, 彭彦泽, 彭晖

单位：长沙理工大学 桥梁工程安全控制教育部重点实验室, 湖南 长沙 410114"],"fundList_en":["National Natural Science Foundation of China (51708047， 51778069)； Natural Science Foundation of Hunan Province (2019JJ50670)； Excellent Youth Project of Hunan Provincial Department of Education (19B013)

摘要：为了研究钢结构母材缺陷位置和CFRP板的胶粘加固方式对钢板疲劳性能的影响,制作12个疲劳试验构件,考虑2种缺陷位置和2类CFRP粘贴方式,采用MTS进行疲劳试验加载,每10万次进行静力加载和应变测试。同时,采用ABAQUS建立CFRP加固含缺陷钢板模型,利用牵引分离定律考虑了CFRP加固钢板的黏结层,分析裂纹尖端的应力强度因子,在此基础上,对CFRP加固含缺陷钢板疲劳裂纹的扩展特性及疲劳寿命进行研究。理论和试验研究表明:单面加固钢板由于偏心荷载产生了附加弯矩,在未加固面的纵向应变幅波动较大;中心缺陷钢板的疲劳寿命均比边缘缺陷试件的疲劳寿命长,加固后中心缺陷试件的剩余疲劳寿命比加固后的边缘缺陷处的寿命长;中心缺陷的CFRP加固效果要优于边缘缺陷的加固效果;CFRP单面加固边缘裂纹提升疲劳寿命122%,双面加固提升疲劳寿命352%,双面加固效果显著好于单面加固效果;基于LEFM的有限元分析表明,计算和试验结果吻合较为良好,随着裂纹长度的增加,CFRP加固对钢板应力强度因子幅值减少更显著。

关键词：桥梁工程,钢结构疲劳,CFRP加固,疲劳寿命,钢板缺陷,粘贴方式,应力强度因子

基金资助：国家自然科学基金项目(51708047，51778069)；湖南省自然科学基金项目(2019JJ50670)； 湖南省教育厅优青项目(19B013)