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由于碳纤维复合材料(CFRP)与钢材的热膨胀系数相差大,CFRP加固钢结构在服役过程中由于环境温度变化可能导致界面损伤脱粘,影响CFRP增强钢结构的长期服役性能。本项目系统研究了CFRP-钢界面粘结的温度特性及其控制方法研究,并在此基础上,研究了不同温度海水下CFRP-钢粘结性能演化规律与机理,获得了CFRP-钢界面粘结的温度特性及其控制方法,阐明了CFRP-钢界面在不同温度海水浸泡条件下的界面粘结演化规律,获得了CFRP-钢界面破坏模式、粘结-滑移关系、应变分布等演化规律,为CFRP增强钢结构在海洋环境下的设计应用奠定了基础;研究了温度效应对CFRP-钢界面损伤的影响规律,建立了温度效应与疲劳荷载对于CFRP-钢界面粘结性能影响的等效关系;基于CFRP-钢单搭接试验方法,完成了CFRP-加固钢梁抗弯疲劳加固试验研究,获得了温度效应下CFRP-钢梁的静力学性能,提出了考虑温度效应的CFRP加固钢梁的抗弯设计方法。 2100433B
国内外大量钢桥迫切需要疲劳加固维修,外粘贴碳纤维复合材料(CFRP)加固技术具有施工方便、不增加负载及不引入残余应力等优点。但由于钢材与CFRP热膨胀系数差别显著,季节变换与日照等引起的温度效应(温度交变与温差)将导致CFRP-钢结构的界面剪应力较大,易产生疲劳累积损伤。为此,本项目拟采用双搭接拉伸试验方法研究上述温度效应对CFRP-钢结构界面疲劳累积损伤的影响规律,建立温度效应与疲劳荷载的等效关系;研究胶粘剂性能、钢表面化学处理、玻璃纤维复合材料(GFRP)隔离层等对界面疲劳裂纹萌生及扩展的影响规律,提出考虑温度效应的CFRP-钢结构界面疲劳性能控制方法;研究温度效应对CFRP-钢梁抗弯疲劳寿命和破坏模式的影响规律,给出考虑温度效应的CFRP-钢梁抗弯疲劳加固的设计方法。本项目的研究将为CFRP加固钢结构的设计提供关键的科学依据,具有重要的学术和应用价值。
1、 增设隔热层(既设置保温层,有设置隔热层);2、顶层及女儿(薄弱部位)墙砌体的砂浆 强度;3、对于顶层砌体砂浆应配兑和易性好的水泥石灰石砂浆,不应采用水泥砂浆;4、屋面 板增设伸缩缝;5、圈梁设置...
结构的疲劳破坏 一、疲劳破坏现象 钢材在连续反复荷载作用下会发生疲劳破坏,这种疲劳破坏在钢结构和钢构件中同 样会发生。与钢材发生疲劳破坏的不同处在于钢结构和钢构件由于制作或构造上的原 因总会存在缺陷,...
你好,达到温控器的控制温度就自动断开闭合点,电热油汀停止加热工作,当油汀的温度下降到允许的范围后,温控器自动闭合内部触点,接通电路,电热油汀开始加热工作。这是一个很简单的控制方法。
利用CFRP加固钢吊车梁弯曲疲劳性能试验研究
目的对利用碳纤维增强塑料(CFRP)加固钢吊车梁的弯曲疲劳性能进行试验研究,以考察贴有CFRP钢吊车梁疲劳寿命的提高情况.方法采用简支梁模型疲劳试验方法,在吊车梁模型的下翼缘外侧分别粘贴一层和两层碳纤维布加固,并进行弯曲疲劳试验.在不同CFRP层数和循环荷载等情况下,观察其疲劳性能的变化,通过回归分析方法,确定了N-S曲线中的系数.结果在一定的条件下,利用CFRP加固钢吊车梁后可以明显提高钢吊车梁的疲劳寿命.当粘贴一层时,吊车梁的疲劳寿命大约提高9%-17%;当粘贴二层时,吊车梁的疲劳寿命大约提高20%-30%.结论利用CFRP加固的方法可以提高吊车钢梁的抗疲劳性能.同时利用试验确定S-N曲线的系数,并可以利用该曲线估算吊车梁的疲劳寿命.
碳纤维复合材料(CFRP)胶接连接接头的设计也成为结构设计中必不可少的关键环节。本项目针对各类型CFRP胶接接头提出基于光纤光栅传感的损伤在线监测与识别问题进行研究,根据CFRP胶接接头的类型,主要从平面搭接和正交连接两类对象展开研究。 在平面搭接胶接接头损伤监测与识别研究方向主要成果有:(1)对基于非均匀应变重构方法对CFRP单搭接胶接接头的内聚损伤演化过程监测进行了研究,提出了一种基于遗传算法的FBG传感区域非均匀应变重构方法。对不同载荷下的单搭接胶接接头被粘件的应变分布进行了重构,重构的应变分布曲线与理想应变分布曲线的最大误差不超过7.43%。(2)分析胶层内聚损伤对CFRP被胶接件应变的变化情况,判断不同载荷作用下胶接接头的损伤状况,构建具备可靠性特点的分布式FBG应变传感网络系统实现了CFRP双搭接胶接接头的内聚损伤监测。实现了CFRP双搭接胶接接头载荷作用下胶层的内聚渐进损伤过程的监测。 在正交连接胶接接头损伤监测与识别研究方向主要成果有:(1)分析了L形CFRP胶接接头胶层的内聚损伤演化过程,得到了被胶接件胶接区域的层间应变分布的变化与胶层损伤演化间的映射关系,构建了基于FBG传感的L形CFRP胶接接头的内聚损伤监测实验系统,验证了仿真映射关系模型的准确性,最大误差不超过8.5%。(2)基于损伤力学确定了碳纤维复合材料π型胶接接头的损伤判定准则,仿真分析了拉伸载荷作用下碳纤维复合材料π型胶接接头的损伤过程,得到了损伤演化过程与应力应变分布变化的映射关系。在接头损伤部位埋置FBG传感器对CFRPπ型胶接接头进行了拉伸实验,利用传输矩阵法对FBG传感区的反射光谱进行了计算,并运用粒子群算法在理论上对碳纤维复合材料π型胶接接头FBG传感区的非均匀剥离应力分布进行了重构研究,重构误差不超过5.46%。 本项目利用光纤光栅传感在非均匀应变作用下的光谱特性对CFRP胶接接头损伤监测展开研究,为CFRP胶接接头的优化设计及光纤光栅传感技术在飞行器CFRP胶接接头损伤监测中的应用奠定理论基础。 2100433B
批准号 |
51006133 |
项目名称 |
预应力CFRP筋嵌入组合石梁基本力学性能与疲劳性能研究 |
项目类别 |
专项基金项目 |
申请代码 |
E0804 |
项目负责人 |
刘阳 |
负责人职称 |
教授 |
依托单位 |
华侨大学 |
研究期限 |
2011-01-01 至 2011-12-31 |
支持经费 |
10(万元) |
为改善石梁抗弯性能较差的缺陷以拓展现代石结构的应用范围,提出一种嵌入式预应力CFRP筋组合石梁。在石梁受拉区采用表层开槽嵌埋技术设置CFRP筋,以提高石梁的抗弯承载能力和变形能力。对CFRP筋施加预应力,以提高试件的抗裂性能,同时也可防止由于试件弯剪受力区域的弯曲裂缝开展而导致的试件破坏形态的转变。通过足尺组合石梁的抗弯性能试验,重点研究CFRP筋配筋形式和预应力水平对试件破坏形态、裂缝发展过程、各受力阶段承载能力和变形能力的影响,提出预应力CFRP筋嵌入组合石梁各阶段强度、刚度和变形的计算公式。通过足尺组合石梁的抗弯疲劳试验,研究CFRP筋配筋形式、预应力水平和应力幅对试件疲劳性能的影响,提出疲劳荷载作用下,组合石梁疲劳荷载、刚度和变形的计算公式。该项目成果将为现代石结构在房屋建筑和景观建筑中的应用提供技术支持,同时也可为现存石结构历史风貌建筑的加固和改造提供借鉴。 2100433B