本文關(guān)鍵詞：基于鋼箱梁正交異性板的疲勞損傷加固技術(shù)試驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 正交異性板 損傷檢測 加固時機(jī) 加固方法 疲勞試驗(yàn) 熱點(diǎn)應(yīng)力分析

【摘要】：現(xiàn)今,鋼箱梁正交異性板疲勞損傷維修技術(shù)多著眼于鋪裝層結(jié)構(gòu)的改進(jìn)研究,而較少對采用纖維布復(fù)合材料(FRP)的抗疲勞加固形式進(jìn)行深入研究。為此,本文基于HIROX三維顯微無損檢測技術(shù)捕捉疲勞損傷微裂紋,并通過13根足尺構(gòu)件的疲勞試驗(yàn),針對碳纖維布(CFRP)、碳�；祀s纖維布(C/GFRP)以及裂紋焊合法三種不同加固形式,進(jìn)行了正交異性板的抗疲勞性能試驗(yàn)研究與理論分析。給出了合理選擇鋼箱梁正交異性板抗疲勞加固時機(jī)與加固方法的建議,成果可為鋼結(jié)構(gòu)橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工程應(yīng)用提供參考依據(jù)。主要研究內(nèi)容與結(jié)論如下:1.應(yīng)用HIROX三維顯微無損檢測技術(shù)捕捉微裂紋,并結(jié)合HSV顏色空間圖像分析方法以確定抗疲勞加固時機(jī)。分析結(jié)果表明:疲勞裂紋寬度及長度和金屬疲勞存在著耦合關(guān)系,當(dāng)裂紋寬度及長度超過加固時機(jī)特征閾值之后構(gòu)件即進(jìn)入更深層次的疲勞狀態(tài),并基于此劃分三個疲勞損傷評測區(qū)間。2.進(jìn)行1根靜載試驗(yàn)件、2根未加固試驗(yàn)件及10根加固試驗(yàn)件的疲勞試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明:碳纖維布、碳�；祀s纖維布以及裂紋焊合法三類加固試驗(yàn)件與未加固試驗(yàn)件疲勞破壞表現(xiàn)形式幾近相同,疲勞破壞前期皆體現(xiàn)良好的線性狀態(tài),但在接近破壞時結(jié)構(gòu)剛度顯著下降,呈現(xiàn)明顯的脆性破壞特征。3.對比碳纖維布、碳�；祀s纖維布與常規(guī)修復(fù)方法裂紋焊合法的疲勞性能與加固效果。試驗(yàn)結(jié)果表明:疲勞損傷程度較低時,三類加固法試件疲勞壽命提升效果處于同一梯度;疲勞損傷程度較高時,采用纖維布加固法的試件疲勞壽命提升效果皆劣于裂紋焊合法,且該種比對效應(yīng)隨著損傷的進(jìn)一步加深而越為顯著。4.通過ANSYS對多層纖維布整體、局部粘貼與三類加固方法所建模型進(jìn)行有限元熱點(diǎn)應(yīng)力分析。分析結(jié)果表明:同一纖維布層數(shù)下,整幅粘貼較局部粘貼形式更具加固優(yōu)勢;隨著纖維布層數(shù)的不斷遞增,其加固效果有所提高,但提升幅度較低。由此在保證結(jié)構(gòu)安全的前提下,考慮加固成本與整體效果建議選擇單層整幅纖維布粘貼形式。
【關(guān)鍵詞】：正交異性板 損傷檢測 加固時機(jī) 加固方法 疲勞試驗(yàn) 熱點(diǎn)應(yīng)力分析
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U445.72
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-14
• 注釋表14-16
• 第一章 緒論16-25
• 1.1 研究背景16-17
• 1.2 鋼箱梁正交異性板抗疲勞損傷研究概況17-21
• 1.2.1 鋼箱梁正交異性板疲勞問題17-18
• 1.2.2 國內(nèi)外正交異性板加固技術(shù)18-20
• 1.2.3 FRP纖維布加固技術(shù)研究現(xiàn)狀20-21
• 1.3 鋼箱梁疲勞損傷無損檢測方法21-24
• 1.3.1 疲勞裂紋常規(guī)無損檢測技術(shù)21-22
• 1.3.2 HIROX三維顯微無損檢測技術(shù)22-24
• 1.4 研究目的及內(nèi)容24-25
• 第二章 鋼箱梁正交異性板疲勞損傷加固時機(jī)研究25-50
• 2.1 研究思路與試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)25
• 2.2 節(jié)段式未加固試件疲勞試驗(yàn)設(shè)計25-35
• 2.2.1 未加固試驗(yàn)件制作25-27
• 2.2.2 材料性能與靜力試驗(yàn)27-29
• 2.2.3 未加固疲勞試驗(yàn)設(shè)計29-31
• 2.2.4 HIROX圖像數(shù)據(jù)采集31-33
• 2.2.5 試驗(yàn)主要儀器與裝置33-35
• 2.3 未加固對比試件疲勞試驗(yàn)結(jié)果分析35-42
• 2.3.1 試驗(yàn)現(xiàn)象綜合描述35-37
• 2.3.2 加勁肋荷載-位移曲線比對37
• 2.3.3 母材荷載-應(yīng)變曲線比對37-40
• 2.3.4 未加固試驗(yàn)件裂紋形貌比對40-42
• 2.4 正交異性板抗疲勞加固時機(jī)確定42-49
• 2.4.1 基于顏色空間的裂紋檢測方法42-44
• 2.4.2 有效真值裂紋提取方法44-47
• 2.4.3 加固時機(jī)特征點(diǎn)確定47-49
• 2.5 本章小結(jié)49-50
• 第三章 鋼箱梁正交異性板抗疲勞加固方法與試驗(yàn)研究50-94
• 3.1 鋼箱梁加固維修方案選擇50-51
• 3.1.1 鋼箱梁加固維修一般方法50
• 3.1.2 FRP纖維布加固維修技術(shù)50-51
• 3.2 疲勞試驗(yàn)方案設(shè)計51-57
• 3.2.1 加固試驗(yàn)件制作51-55
• 3.2.2 FRP材料性能55-56
• 3.2.3 疲勞加固試驗(yàn)設(shè)計56-57
• 3.3 試驗(yàn)過程與現(xiàn)象描述57-69
• 3.3.1 CFRP纖維布加固試驗(yàn)件57-62
• 3.3.2 C/GFRP纖維布加固試驗(yàn)件62-67
• 3.3.3 裂紋焊合法加固試驗(yàn)件67-69
• 3.4 加固試件試驗(yàn)結(jié)果對比分析69-90
• 3.4.1 母材應(yīng)變69-81
• 3.4.2 纖維布應(yīng)變81-86
• 3.4.3 加勁肋撓度86-90
• 3.5 試驗(yàn)結(jié)果匯總90-93
• 3.5.1 裂紋萌生與發(fā)展90-91
• 3.5.2 試驗(yàn)件剛度退化91-92
• 3.5.3 加固效果與時機(jī)分析92-93
• 3.6 本章小結(jié)93-94
• 第四章 抗疲勞加固的節(jié)段式鋼箱梁熱點(diǎn)應(yīng)力分析94-126
• 4.1 鋼箱梁熱點(diǎn)應(yīng)力分析方法94-98
• 4.1.1 熱點(diǎn)應(yīng)力定義與分類94-96
• 4.1.2 熱點(diǎn)應(yīng)力計算確定方法96-98
• 4.2 抗疲勞加固模型有限元分析98-107
• 4.2.1 FRP纖維布加固模型建立98-99
• 4.2.2 裂紋焊合法加固模型建立99-100
• 4.2.3 有限元數(shù)值計算結(jié)果分析100-105
• 4.2.4 熱點(diǎn)應(yīng)力數(shù)值計算對比分析105-107
• 4.3 多層FRP纖維布加固模型有限元分析107-125
• 4.3.1 多層FRP纖維布加固模型建立107-109
• 4.3.2 有限元數(shù)值計算結(jié)果分析109-120
• 4.3.3 熱點(diǎn)應(yīng)力數(shù)值計算對比分析120-125
• 4.4 本章小結(jié)125-126
• 第五章 總結(jié)與展望126-128
• 5.1 主要結(jié)論與成果126-127
• 5.2 展望127-128
• 參考文獻(xiàn)128-131
• 致謝131-132
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文132

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：875161