發(fā)布時(shí)間：2022-01-15 02:07

　　FRP材料由于其優(yōu)良的比強(qiáng)度、比剛度等特點(diǎn)被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)加固或裂紋修復(fù)中,FRP覆蓋下的裂紋與FRP端部脫膠是FRP-鋼結(jié)構(gòu)的兩種典型損傷形式,也是結(jié)構(gòu)安全的重要隱患。受FRP覆蓋及FRP材料屬性（如FRP的正交各向異性、CFRP的弱導(dǎo)電性）的影響,FRP覆蓋下的鋼結(jié)構(gòu)裂紋狀態(tài)監(jiān)測(cè)難度大,有關(guān)FRP端部脫膠損傷監(jiān)測(cè)的研究極少。本文設(shè)計(jì)了一種新型的雙基質(zhì)天線傳感器實(shí)現(xiàn)FRP-鋼結(jié)構(gòu)的典型損傷監(jiān)測(cè)。論文的主要工作及研究成果如下:1)結(jié)合本文的研究對(duì)象,提出了“貼片-基質(zhì)-FRP-鋼結(jié)構(gòu)”四層結(jié)構(gòu)的雙基質(zhì)天線傳感器損傷監(jiān)測(cè)模型。根據(jù)共形映射理論和傳輸線模型,得出了雙基質(zhì)天線傳感器的基頻理論公式,闡述了天線傳感器識(shí)別FRP覆蓋下的鋼結(jié)構(gòu)裂紋的原理及基于天線傳感器的FRP端部脫膠損傷監(jiān)測(cè)機(jī)理,為后續(xù)的FRP-鋼結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別研究提供了理論支撐。2)采用天線傳感器對(duì)FRP覆蓋下的鋼結(jié)構(gòu)裂紋識(shí)別方法進(jìn)行了研究,分析了裂紋監(jiān)測(cè)靈敏度,探討了裂紋小尺寸及裂紋方向?qū)﹄p基質(zhì)天線傳感器的影響。結(jié)果表明:諧振頻率隨裂紋長(zhǎng)度的增加而減小,靈敏度則隨裂紋長(zhǎng)度的增加而提高;可識(shí)別的最小裂紋尺寸變量和最小裂紋... 

【文章來(lái)源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：86 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

起重機(jī)典型裂紋損傷

N J[12]以 FRP 加固的金屬橋?yàn)檠芯繉?duì)象，分析了不同損況，通過混合模式下的疲勞加載得到了不同疲勞壽命階 36 個(gè)試樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果推導(dǎo)了不同初始損傷程度的 FRP載模式修正因子。B[13]等人提出了一種形狀記憶合金/纖維增強(qiáng)復(fù)合材料修紋擴(kuò)展的數(shù)值模擬方法，采用基于等效初始缺陷尺寸的行了數(shù)值模擬，通過與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較，發(fā)現(xiàn)形狀記憶合復(fù)可大大延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的壽命，但難以阻止裂紋的擴(kuò)展。載復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，裂紋方向可能是隨機(jī)的。Aljabar N J[14]研加固鋼結(jié)構(gòu)性能的影響，設(shè)計(jì)了六個(gè)不同方向的中心裂紋，對(duì)比了覆蓋裂紋加固和裂紋邊緣加固兩種修復(fù)方式的估 CFRP 加固斜裂紋的鋼結(jié)構(gòu)疲勞壽命的修正因子數(shù)學(xué)紋長(zhǎng)度與載荷循環(huán)次數(shù)的關(guān)系如圖 1-2 所示。由圖 1-2 鋼結(jié)構(gòu)的疲勞壽命有較大影響，裂紋方向?yàn)?90°（裂紋時(shí)擴(kuò)展速度最快。

（a）CFRP 端部脫膠應(yīng)力圖 （b）不同載荷下的膠層剪切應(yīng)力圖 1-3 CFRP 端部脫膠數(shù)值仿真模型[16]Zhang S S[17]建立了 FRP 端部脫膠的二維簡(jiǎn)化有限元模型，分析了接觸界粘接性能，最后通過試驗(yàn)驗(yàn)證了有限元模型的正確性。Fernando N D[18]分析了 CFRP-鋼結(jié)構(gòu)端部脫膠機(jī)理，研究了鋼結(jié)構(gòu)的表面和膠層粘接性能對(duì)粘接強(qiáng)度的影響，通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)粘接強(qiáng)度主要與界面斷相關(guān)。作者還提出了預(yù)測(cè) CFRP 粘接性能和粘接強(qiáng)度的解析模型，引入了有

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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