复合材料修复含裂纹圆管的三点弯曲试验及仿真研究

作者：于梓贤; 骆伟; 沈志远; 刘敬喜^*

来源：中国舰船研究, 2021, 16(S1): 97-105.

DOI：10.19693/j.issn.1673-3185.02408

• 铝合金圆管
• 裂纹
• 碳纤维布
• 三点弯曲
• 承载力

[目的]为研究裂纹管道在用纤维增强聚合物加固后的承载特性和失效模式,对用环氧树脂胶粘贴碳纤维布加固的含裂纹铝合金圆管进行三点弯曲试验。[方法]首先,比较修复前、后的载荷位移曲线并对修复效果进行评估;然后,讨论裂纹长度、碳纤维布修复宽度及厚度对构件承载力与破坏形态的影响;最后,建立碳纤维布修复裂纹管道的三点弯曲仿真模型,用以模拟胶层和碳纤维布的失效,并将试验与仿真结果进行比较。[结果]结果显示,3层碳纤维布能够有效抑制裂纹扩展,随着碳纤维布加固层数和铺层长度的增加,构件的极限承载力显著提高,4层碳纤维布修复试件的最大承载力已经大幅超过无裂纹管,但同时也会降低管道的延展性和抗剪承载能力;在相同修复层尺寸下,裂纹管道修复后的极限承载力随裂纹长度的增加快速降低。[结论]研究结果对实际工程中裂纹管道加固有一定的指导和借鉴意义。

• 单位
  华中科技大学; 中国舰船研究设计中心