CFRP在码头结构加固修复中的应用

介绍了碳纤维复合材料（CFRP）加固技术及其在港口工作中的首次成功应用。同时指出了这种加固手段的突出特点及其技术优势。     

CFRP在码头结构加固修复中的应用

介绍了碳纤维复合材料(CFRP)加固技术及其在港口工作中的首次成功应用,同时指出了这种加固手段的突出特点及其技术优势。     

夹芯结构的疲劳裂纹损伤扩展研究

本文以夹芯复合材料板的疲劳试验为基础,结合裂纹探测技术对疲劳裂纹扩展及累积损伤过程进行了检测,实现了全寿期内裂纹发生、扩展直至最终破坏的整个疲劳累积失效过程的追踪。基于累积损伤追踪过程的数据规律,提出了适用于夹芯复合材料结构疲劳渐变累积损伤过程的材料性能渐降模型,建立了以剩余刚度为表征参量的复合材料结构的疲劳累积损伤状态量D的失效准则,最后推导了夹芯复合材料板在面内弯曲受载路径下,结构疲劳寿命的预测力学模型。     

高强度螺栓连接节点疲劳性能研究

通过断裂力学方法建立循环荷载作用下节点的疲劳裂纹扩展速率模型,根据现行规范对相应节点疲劳性能的分类和质量要求,确定摩擦型高强度螺栓连接节点疲劳裂纹扩展速率计算参数,在此基础上分析节点构造对节点疲劳性能的影响,提出了提高节点疲劳强度、延长节点疲劳寿命的设计构造建议。     

碳纤维复合材料（CFRP）加固技术在高桩梁板式码头加固维修工程中的应用

介绍碳纤维复合材料（CFRP）加固技术应用于高桩梁板式码头预应力钢筋混凝土梁加固的工程实例,同时反映了这种加固手段的突出特点及技术优势。     

CFRP加固钢筋混凝土简支梁试验研究

碳纤维增强复合材料(CFRP)具有高强、轻质和耐腐蚀等优点,在结构加固领域的应用日趋广泛。采用对比试验法,对碳纤维布加固钢筋混凝土梁的承载力及不同初始受荷水平下对加固效果的影响进行实验研究,得出结论。     

基于海洋环境的CFRP加固含裂纹钢板拉伸性能试验研究

应用虚拟裂纹闭合法建立模型,模拟塑性钢板的破坏过程。提出了考虑环境防护的加固工艺方案,进行有限元仿真分析及试验验证。利用环境试验设备模拟交变湿热、太阳辐射老化、盐雾等南海典型环境,分析南海环境因素对加固胶层脱粘前的最大载荷及脱粘位移的影响。研究表明,虚拟裂纹闭合法可准确地模拟含裂纹结构加固前后的受力情况,环境因素对CFRP加固结构的最大脱粘载荷基本没有影响,但最大脱层位移显著降低。这表明环境因素对粘接剂的延伸率有一定的影响。     

CFRP加固钢筋混凝土T梁抗弯性能试验研究

文中通过五根试验T梁研究了CFRP加固梁在不同锚固方式下的的承载力、挠度、裂缝宽度、破坏形态等特性,比较了原梁与各个加固梁之间的试验参数,分析了参数差异的原因.建立缠绕锚固CFRP加固梁的非线性有限元模型,提出了CFRP加固梁缠绕锚固的承载力建议计算公式.研究表明采用碳纤维缠绕端箍板的锚固方式加固效果良好,对实际工程加固具有很好的现实意义.     

复合材料胶接修补金属裂纹板的应力强度因子研究

  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。     

民机复合材料结构研发技术

  目的  随着碳纤维增强复合材料（CFRP）在工业领域的广泛应用,其雷击防护性能较差的问题也日益突出。为了验证CFRP不同电导率涂层的雷击防护效果,  方法  基于冲击电流发生装置和雷击损伤效应测试实验台,利用峰值为100 kA的8/20 μs双指数脉冲对3种CFRP试件开展对比测试,并分析CFRP材料遭受雷击的致损机理。  结果  实验结果表明,若采用环氧树脂胶等电导率较小的材料防护层,雷电击穿后,CFRP结构将出现较严重损伤,无法实现雷击防护;若采用铜网等电导率较高材料的防护层,则可有效降低雷电流对CFRP结构造成的损伤。  结论  研究成果可为后续CFRP雷击防护研究提供技术支撑。     

含裂纹钢板复合材料修补强度和刚度数值分析

用ANSYS有限元分析软件对复合材料补片修复含边裂纹和中心裂纹钢板的强度和刚度进行了数值分析.引入相对刚度的概念,研究了钻有止裂孔裂纹的长度对损伤钢板相对刚度的影响,分析了损伤钢板刚度复合材料贴片修补效果;引入屈服载荷提高率的概念,分析了损伤钢板强度的修复效果.     

超声冲击处理改善焊接接头疲劳性能的数值研究

超声冲击处理（UIT）作为一种有效的焊后改善焊接接头疲劳性能的工艺措施,近年来在国内外船舶行业受到了广泛关注。为评价UIT技术对焊接接头疲劳强度的影响,提出一套新的数值分析方法,包括焊接数值模拟、超声冲击处理过程的弹塑性动态有限元分析,以及基于断裂力学的疲劳强度评估。在有限元模型中考虑了实际的工艺参数和超声促成的材料软化效应。以非承载十字焊接接头为研究对象,将预测的超声冲击处理前后的残余应力分布及疲劳强度与实验结果进行对比,两者吻合较好。     

基于统一的疲劳寿命预报方法（UFLP）的深潜器载人舱疲劳可靠性分析

疲劳是承受循环载荷的金属结构最重要的失效机制,现已有多种金属疲劳寿命预报方法。实际的设计、制造、加工和操作等工序环节中总是存在不确定性,这些不确定性的影响将在结构的疲劳寿命中富集,为此发展了疲劳可靠性分析。该文讨论了将疲劳可靠性分析方法和统一的疲劳寿命预报方法（UFLP）相结合的可行性,为海洋结构物的安全使用提供参考。文中的极限状态方程是基于统一的疲劳寿命预报方法（UFLP）得到的,并讨论了其中各参数对疲劳寿命的影响;针对一组TC4-ELI的疲劳裂纹扩展数据,分别采用Monte-Carlo法和JC法开展了疲劳可靠性分析,两种分析方法得到的结果彼此符合得较好。     

钛合金疲劳裂纹扩展速率试验及预报方法

本文针对深海载人潜水器耐压壳用钛合金,开展疲劳性能试验研究,得到该类型钛合金的室温断裂韧性,载荷比R=0.1下的疲劳裂纹扩展门槛值及疲劳裂纹扩展速率,基于选用的疲劳裂纹扩展预报模型,对载荷比R=0.1下的钛合金疲劳裂纹扩展行为进行了预报研究。结果表明:在载荷比不变的前提下,应力强度因子范围是疲劳裂纹扩展速率的主要影响因素,应力强度因子范围的增加会导致疲劳裂纹扩展速率增加;考虑小裂纹效应的疲劳裂纹扩展预报模型可对钛合金的疲劳裂纹扩展行为进行准确预报。     

厚钢板疲劳裂纹扩展前缘应力状态试验与数值仿真

复杂的环境载荷不可避免地会造成海洋结构物的疲劳损伤,而高强度厚钢板典型的三向应力状态会增加结构脆性,更加缩短结构的疲劳寿命。为研究厚板裂纹前缘应力状态沿板厚方向的分布,完成了3组36 mm板厚Q370QE高强度钢的标准疲劳裂纹扩展速率试验,得到了材料参数C,m以及应力强度因子门槛值。接着,应用有限元方法分别基于线弹性分析和塑性分析计算裂纹尖端应力强度因子和裂纹尖端局部约束因子,并解释试验中裂纹前缘由倾斜趋于平直的现象。计算所得裂纹尖端应力强度因子可描述板厚中心部分裂纹前缘的应力状态,但在试件表面处结果失真,而裂纹前缘局部约束因子因考虑了厚板的厚度效应,故沿板厚方向分布的裂纹尖端局部约束因子可有效量化裂纹尖端的应力状态分布。     

二轴低周疲劳载荷下船体裂纹板累积塑性与断裂性能分析

恶劣海况中在多轴高应力、低循环交变载荷作用下,船体结构不仅会出现多轴低周疲劳破坏,而且还存在着明显的累积塑性破坏。应变强度因子ΔK_ε、J积分是评估船体结构二轴低周疲劳裂纹扩展断裂失效的重要控制参数。本文重点研究了二轴低周疲劳载荷作用下船体裂纹板的累积塑性规律以及二轴低周疲劳裂纹断裂参数。利用有限元数值模拟分析了二轴低周疲劳载荷下不同平均应力、应力幅和二轴应力比等相关因素对应变强度因子、J积分的影响,为正确评估船体裂纹板二轴低周疲劳裂纹扩展断裂行为提供了基础。     

Fatigue crack growth rates of rotor steel at elevated temperatures

Low fatigue samples were obtained from the outer edges of rotor steel （30CrlMolV） which had operated under different temperatures conditions. Based on this data, the effects of temperature on fatigue crack growth rates were investigated. This paper presents a derivation of the superposition expression of two natural logarithms governing crack growth rates and also discusses the relationship between a material’s constants and temperature. These results can provide experimental and theoretical references for fatigue life design of rotor steel in steam turbines.     

船舶焊接钛合金拉伸疲劳断裂机理的研究

通过对TC4钛合金焊接试样拉伸疲劳断裂试验结果及其断口和卸载表面观察分析,发现试样断口上有明显的河流花纹走向和起裂源,并伴有韧窝和韧性条带特征。起裂源常位于断口表面角落附近。其断裂机理是疲劳拉伸载荷作用下,在应力值比较高的时候一些沿层裂纹开始出现并扩展,当疲劳裂纹的长度达到与疲劳外加力所匹配的临界裂纹长度时,突然发生准解理断裂。试样断口呈现出准解理与韧窝断裂的混合特征。