cfrp粘贴层数对开孔钢板的疲劳寿命影响的试验研究

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1、CFRP粘贴层数对开孔钢板的疲劳寿命影响的试验研究李粒珲1，，王志宇1*，张宁2（四川大学，建筑与环境学院，四川成都610065）摘要:疲劳损伤是钢结构失效的重要原因，传统的修复加固钢结构的方法包括钢板焊接、铆接，螺栓连接等，这些加固方法容易产生应力集中现象。CFRP具有比强度和比刚度高的特点，在加固钢结构方面效果良好。通过对3组粘贴有不同层数CFRP的开孔钢板进行疲劳实验，描述了不同类型钢板的破坏形态，并绘制了疲劳寿命曲线和变形曲线,比较了三组钢板在疲劳寿命，裂纹扩展情况，断裂时碳纤维布与钢板之间的协同工作情况的差异和共性。

2、研究结果表明，粘贴碳纤维能够提高钢板的屈服荷载，弥补钢板表面缺陷，减缓钢板疲劳裂纹的扩展速率，增加钢板的延性，从而有效地提高钢板的疲劳寿命，并且随着粘贴层数的增加，疲劳寿命提高效果明显，发现粘贴一层碳纤维布使其平均疲劳寿命提高4.7%，粘贴三层碳纤维布，其疲劳寿命提高77.80%。粘贴碳纤维布能够有效地缩小不同应力作用下钢板变形能力之间的差异，CFRP层数越多，这种差异就越小。同时，CFRP的粘贴层数越多，钢板破坏时的极限变形越大，粘贴三层碳纤维布的钢板的极限变形在0.9mm以上。关键词：开孔钢板;疲劳寿命曲线;CFRP;疲劳

3、变形曲线中图分类号：TU39文献标志码：AExperimentalstudyontheInfluenceoftheNumberofCFRPLayersontheFatigueLifeofOpen-holeSteelPlatesLILihui1,WangZhiyu1*,ZhangNing2(CollegeofArchitectureandEnvironment，SichuanUniv.，Chengdu610065，China)Abstract:Fatiguedamageisthemaincauseofdeficiencyofst

4、eelstructures.Traditionalsteelstructurestrengtheningmethodsincludesteelplatewelding,rivetconnecting,boltingandsoon,thesemethodstendtocausestressconcentration.CFRPhashighstrengthandrigidity,andCFRPstrengtheninghasuniqueadvantageofstrengtheningsteelstructureincontrast

5、tothetraditionalretrofitmethods.Throughfatiguetestsonthreegroupsofopen-holesteelplateswithCFRPstrengthening,fatiguefailuremodearedescribedandrelatedfatiguelifeanddeformationcurvesareanalyzed.Similaritiesanddifferencesarecomparedinfatiguelife,crackgrowth,cooperativew

6、orkingconditionbetweenthreegroupsofsteelplatesandCFRP.Ithasbeenfoundthattheyieldingloadoftherepairedspecimensincreasedobviously,theflawsonthesurfaceofsteelplatecanberepairedandcrackpropagationspeedcanbeslowedwiththeuseofCFRPstrengthening.Theductilityandfatiguelifeca

7、nalsobeincreased.WiththeincreaseofthenumberofCFRPlayers,thefatiguelifecanbeimprovedby4.7%and77.8%withonelayerCFRPandthreelayerCFRP.Theresultsshowthatthecarbonfibersheetsreducethedifferencebetweenthedeformabilityofthesteelplateunderdifferentstresseffectively.Thediffe

8、rencedecreaseswhentheCFRPincreases.ObservationshowsthatthemoreCFRPstickuplayerthesteelplatehas,thebiggeritslimitdeformationagainstbrokenis