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CFRP板加固钢梁受弯性能的试验研究

叶黎明

  为了研究碳纤维增强复合材料(CFRP)板粘贴加固受弯钢梁的加固的受力性能,并确定较好的加固方法,本文对粘贴CFRP板加固H型钢梁进行了加固试验,并采用ansys有限元对加固梁进行了模拟分析以和试验结果进行对比。对CFRP板加固钢梁的理论公式进行了推导验算,以对加固钢梁提供理论计算方法。最后对预应力CFRP板加固钢梁的疲劳性的有限元分析进行了初步的探讨。 本文通过采用不同长度、宽度、厚度的碳纤维增强复合材料(CFRP)板对H钢梁进行受弯加固试验,并在CFRP板端部设置了碳纤维布U形锚固措施。然后用截面等效代换法,对碳纤维板加固受弯钢梁进行了理论分析,推导出CFRP板加固受弯钢梁的理论计算公式。试验结果对理论公式进行验算。并用ansys有限元对CFRP板加固钢进行模拟分析,将计算结果与试验及有限元分析结果比较分析。试验及分析结果表明:采用CFRP板加固钢梁能明显提高钢梁的抗弯承载能力和刚度,提高的幅值与加固面积、CFRP板厚度及端部锚固有关,加固面积越大、CFRP板越厚其加固效果越好;在加固延伸长度范围内设置的碳纤维布U形锚固,能在一定程度上防止剥离破坏的作用并可增加加固效果。理论弯矩理论计算值比试验值略小,挠度理论计算值比试验值略大,且与有限元模拟值相近,说明理论计算安全,计算方法具有良好的适用性,可为实际工程中进行CFRP板加固钢梁设计提供参考。 预应力CFRP板加固钢结构是一项有效的加固技术,粘贴预应力CFRP板能有效地提高钢结构的疲劳强度,并避免局部开裂甚至阻止疲劳裂纹扩展。本文就预应力CFRP板加固H型钢梁进行了ansys有限元分析,并将结果和国内现有的试验分析结论进行了对比分析……   
[关键词]:碳纤维板;加固;疲劳分析;钢梁
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:广西工学院2011年