CFRP加固损伤钢板的拉伸及疲劳性能研究

文章基于Dugdale模型理论提出CFRP加固含裂纹钢板加固量的计算方法。通过虚拟裂纹闭合法建立模型来模拟塑性钢板的破坏过程,并完成相关试验,验证了CFRP加固含裂纹钢板有效粘贴长度、有效粘贴宽度取值的有效性。同时利用Paris公式预估疲劳寿命,并结合相关试验数据,探究了CFRP加固对含裂纹钢板疲劳寿命的提高作用。研究表明,有效粘贴长度、有效粘贴宽度的理论取值有效;通过CFRP双侧加固竖裂纹、斜裂纹钢板构件可分别使其疲劳寿命得到显著提高。     

纤维增强复合材料加固金属管线的应力分析

与传统的金属管线加固方法相比,缠绕FRP加固具有明显的优势。本文推导了承受内压的金属管线缠绕FRP加固后的环向应力计算公式,并与有限元计算结果进行了对比,二者符合较好。该计算公式对加固技术设计方法的建立具有较高的参考价值。     

复合材料修补含菱形开孔钢板的有限元分析

利用ANSYS有限元分析软件对复合材料修复含菱形孔钢板的强度、刚度进行了数值分析,分析了补片的宽度及钢板厚度对修复效果的影响。引用相对刚度、相对强度、屈服载荷提高率等概念来表征复合材料修复损伤钢板的效果。结果表明：全宽度修补比部分宽度修补效果好;同一厚度补片对其自身厚度20倍以下的损伤钢板修补效果较理想。     

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.     

复合材料层合板的动力响应和横向应力分析

基于分层理论并在板厚方取二次位移插值函数推导出正交层合板的动力学方程.得到了简支层合板的振动频率,且能够计算出协调的横向应力.在低阶模态振动下,横向剪应力是造成层合板脱层的主要原因:而在高阶模态振动下-横向正应力在脱层破坏中起主要作用.采用适当模量材料的层合板能有效地降低横向应力,特别是横向正应力.结果表明文中所采用的算法,算式及所编写的程序是可靠的.     

考虑弹性地基的复合材料曲梁径向应力的研究

运用弹性力学理论和经典层合板理论,推导了有弹性地基作用情况下,复合材料曲梁弯曲时径向应力的计算公式,该公式还可以得到曲梁纯弯曲情况下的解析解。利用所推导的公式,讨论了弹性地基对复合材料曲梁径向应力以及径向最大应力位置的影响。     

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。     

复合材料修复含孔洞钢板有限元分析

用ANSYS有限元分析软件对复合材料修复的含中心孔洞钢板的强度、刚度进行数值分析,分析补片长度、宽度和厚度对损伤钢板修复效果的影响.引入相对刚度、相对强度和极限载荷提高率等概念来表征复合材料修复损伤钢板的效果.结果表明:补片的长度存在一个最优范围.     

钢板桩接岸结构加固方法的有限元分析

在深入剖析钢板桩接岸结构破损机理的基础上,提出了3种加固方案,即帽板加固法、局部外包法和地连墙替代法。通过有限元分析软件ANSYS建立了有限元模型,分别对接岸结构及土体变形特征和钢板桩等结构的受力进行了分析,并对3种加固方案的施工可行性进行了比较。最终确定局部外包法为最终加固方案。     

粘贴碳纤维布与钢板加固RC梁的承载力计算方法

根据提出的加固材料强度系数,并基于试验数据分析,分别提出了粘贴碳纤维布和粘贴钢板加固钢筋混凝土梁的抗弯承载力提高系数计算公式。研究结果表明,粘贴钢板比粘贴碳纤维布对梁的抗弯承载力有更好的加固效果。     

钢混组合桩联接段沉桩应力传递效果分析

钢混组合桩结合了混凝土管桩造价低和钢管桩抗弯性能好的优点,在满足工程质量要求的前提下降低成本。结合工程实例开展钢混组合桩沉桩动应力测试,对联接段的应力传递效果进行研究。结果表明:联接段设计合理,能起到很好的应力传递作用。     

钢板局部感应加热收缩量回归及实验分析

针对影响感应加热能量参数的不同组合,利用数值模拟方法探讨了以感应加热为热源进行水火弯板加工局部收缩量与各参数关系的影响规律,得出钢板表面局部收缩量与各加工参数之间的关系;据此对各种参数组合情况下变形实验的测量数据建立回归模型,利用回归分析程序计算分析得到钢板的局部收缩量的回归方程,试验测量与回归计算结果进行分析比较验证,结果令人满意。     

BNi-2+BNi-5复合钎料钎焊316L不锈钢接头界面组织及分析

为克服单独使用Bni-2钎料真空钎焊不锈钢时存在界面化合物多和母材晶界渗入脆化等缺陷,采用在Bni-2钎料中加入高熔点BNi5钎料的方法对316L不锈钢进行真空钎焊研究,主要研究了6种不同比例复合钎料的高温熔化特征、钎焊接头微观组织和钎缝成分分布等内容.研究结果表明复合钎料加热时出现两个熔化区分别是Bni-2钎料熔化区和Bni-5钎料熔化区,当复合钎料的质量比例为60％Bni-2 40％Bni-5时,钎缝内部为固溶体组织和断续的化合物组织,并且此时钎缝附近母材和钎料成分相互作用减弱,晶界渗透现象明显减少.     

一种复合材料加筋夹芯板弯曲正应力工程计算方法

复合材料加筋夹芯板作为复合材料基本板架结构力学性能分析单元,是由夹芯板和加强筋组成,其蒙皮由不同厚度、不同材料和一定铺设角度的单层板叠合而成。利用材料力学理论和经典复合材料层合板理论,将蒙皮等效成正交各向异性层合板,推导一般情况下的复合材料加筋夹芯板中性轴位置控制方程,并采用等效截面方法,将加筋夹芯板截面等效成单一材料的组合截面,提出复合材料加筋夹芯板弯曲正应力的工程计算公式。复合材料加筋夹芯板各部分的最大弯曲正应力由模量比和距中性轴位置共同决定。本文提出的加筋夹芯板弯曲正应力工程计算方法,与有限元计算结果十分接近,主要弯曲正应力计算值与有限元值误差不超过10%,可以满足工程上的计算要求。此公式形式上和各向同性材料弯曲正应力的计算公式一致,给掌握复合材料板架结构应力水平带来方便。     

移动式平板感应加热磁热耦合的数值模拟

  目的  在钢板感应加热的数值计算中,通常采用磁热耦合计算方法。该方法虽然结果准确,但建立的模型非常复杂,且计算需耗费大量时间。为此,  方法  通过计算和理论推导,提出一种高频感应加热热源的简化计算方法,以一个空间函数形式的热源模型来代替复杂的电磁热耦合计算。使用COMSOL Multi-physics软件建立钢板静止式感应加热有限元模型,运用磁热耦合计算方法和简化方法分别计算钢板加热后的温度场,并对采用2种方法得到的温度场分布结果进行比较,以验证简化方法应用到热源模型的可靠性。  结果  结果表明,运用所提简化计算方法得到的热源模型具有可靠性。  结论  相比于磁热耦合的方法,采用热源简化方法计算钢板感应加热过程,可以有效缩短计算时间,且在钢板移动式感应加热的计算中,能很好地解决模型过于复杂、计算时间过长等问题。     

粘贴钢板加固桥梁分阶段受力抗弯承载力极限状态分析

粘贴钢板或其它纤维复合材料,对梁的受拉薄弱区进行补强,是桥梁加固的主要方式之一。粘贴钢板加固一般采用带载加固,其承载力应按两阶段受力构件计算。在基本假设的基础上,针对桥梁构件两阶段受力的特点,对T形截面梁,分析粘贴钢板加固桥梁构件正截面抗弯承载力的计算公式和适用条件,并给出极限状态加固设计的方法和步骤。     

钢板焊接螺旋桨制造工艺

作者受某单位委托,主持并组织制造某汽车度船钢板焊接螺旋桨2只(1对),现将有关情况介绍如下,供同行参考。