本文關(guān)鍵詞：低速橫向沖擊荷載下CFRP加固鋼管性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鋼制管道作為常見的運輸方式,廣泛應(yīng)用于石油、天然氣等的輸送,在服役期間,不可避免會遭受腐蝕、撞擊、爆炸等外部環(huán)境及荷載作用,造成管道各種不同的缺陷和損傷,進(jìn)而引發(fā)重大安全事故,造成財產(chǎn)損失和人員傷亡。為了避免事故的發(fā)生和保證管道安全運行,FRP加固鋼管構(gòu)件作為一種新的加固技術(shù)被國內(nèi)外專家學(xué)者廣泛關(guān)注。本文研究了CFRP加固鋼板的界面粘結(jié)性能,開展了靜力作用下CFRP加固鋼管的數(shù)值模擬,通過試驗和數(shù)值模擬研究了落錘低速沖擊作用下FRP加固圓鋼管的破壞情況。具體研究內(nèi)容總結(jié)如下：(1)開展了單剪試驗結(jié)果的數(shù)值模擬驗證,界面模擬采用雙線性模型,得到了試件的界面剪應(yīng)力-滑移曲線和荷載-位移曲線,經(jīng)分析比較,試驗結(jié)果與模擬結(jié)果吻合較好。討論了CFRP長度、粘結(jié)劑厚度以及界面斷裂能對粘結(jié)效果的影響。(2)開展了CFRP加固缺陷鋼管在靜力受拉和受彎情況下的數(shù)值模擬,得到了加固前后鋼管的應(yīng)力結(jié)果,對加固效果進(jìn)行了評估,對內(nèi)壓、外部荷載及加固厚度等參數(shù)進(jìn)行了分析。(3)開展了CFRP加固圓鋼管的低速橫向沖擊試驗,對全過程沖擊力的變化進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集,并得到了不同情況下復(fù)合管道的破壞模式。對CFRP加固圓鋼管沖擊過程進(jìn)行了數(shù)值模擬,獲得了沖擊荷載下管道沿軸向的整體撓度變形和局部凹陷變形,討論了CFRP粘貼層數(shù)、沖擊速度以及管道缺陷等因素的影響。
【關(guān)鍵詞】：CFRP 界面粘結(jié)性能 粘結(jié)應(yīng)力-滑移曲線 低速沖擊
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U173.1
【目錄】：

• 致謝5-7
• 摘要7-8
• ABSTRACT8-12
• 第1章 緒論12-25
• 1.1 研究背景12-15
• 1.2 FRP加固鋼結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.1 FRP加固鋼梁、板、柱15-17
• 1.2.2 FRP加固鋼管17-18
• 1.3 FRP與鋼的界面粘結(jié)性能18-24
• 1.3.1 界面粘結(jié)性能18-23
• 1.3.2 缺陷影響分析23-24
• 1.4 本文研究內(nèi)容24-25
• 第2章 CFRP與鋼板的界面本構(gòu)模型25-40
• 2.1 界面粘結(jié)機理及破壞模式25-26
• 2.1.1 粘結(jié)機理25-26
• 2.1.2 CFRP與鋼板粘結(jié)的破壞類型26
• 2.2 界面理論分析方法26-30
• 2.2.1 計算模型26-27
• 2.2.2 基本假設(shè)27
• 2.2.3 粘結(jié)界面應(yīng)力理論分析27-30
• 2.3 界面本構(gòu)模型30-32
• 2.3.1 局部粘結(jié)剪應(yīng)力-滑移曲線30
• 2.3.2 局部粘結(jié)-滑移模型30-32
• 2.3.3 ABAQUS內(nèi)聚力單元32
• 2.4 FRP-鋼板的數(shù)值分析驗證32-39
• 2.4.1 試驗?zāi)Ｐ?/span>32-33
• 2.4.2 數(shù)值模擬33-34
• 2.4.3 有限元數(shù)值模型驗證34
• 2.4.4 CFRP應(yīng)力應(yīng)變比較34-35
• 2.4.5 粘結(jié)失效模型35-38
• 2.4.6 參數(shù)分析38-39
• 2.5 本章小結(jié)39-40
• 第3章 靜載下CFRP加固鋼管數(shù)值模擬40-48
• 3.1 引言40
• 3.2 CFRP加固管道的軸拉數(shù)值模擬40-44
• 3.2.1 有限元模型建立40-41
• 3.2.2 模擬結(jié)果的分析41-43
• 3.2.3 影響因素43-44
• 3.3 管道的受彎數(shù)值模擬及加固效果44-47
• 3.3.1 有限元建模44
• 3.3.2 模擬結(jié)果對比及分析44-46
• 3.3.3 影響因素46-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 第4章 低速沖擊荷載下CFRP加固圓鋼管分析48-65
• 4.1 引言48
• 4.2 試驗方案48-52
• 4.2.1 試驗材料48-49
• 4.2.2 試驗材料處理49-50
• 4.2.3 試件制作程序50
• 4.2.4 試件設(shè)計50-51
• 4.2.5 試驗裝置51-52
• 4.3 試驗結(jié)果及分析52-55
• 4.3.1 沖擊力時程曲線52-53
• 4.3.2 試件的破壞特征53-55
• 4.4 材料模型及參數(shù)55-57
• 4.4.1 Johnson-cook模型55-56
• 4.4.2 CFRP的破壞模型56
• 4.4.3 材料參數(shù)56-57
• 4.5 有限元建模57-62
• 4.5.1 網(wǎng)格劃分57-58
• 4.5.2 定義沖擊接觸58
• 4.5.3 沖擊過程及破壞模式58-62
• 4.6 參數(shù)分析62-64
• 4.6.1 CFRP厚度62-63
• 4.6.2 錘頭沖擊速度63
• 4.6.3 缺陷影響63-64
• 4.7 本章小結(jié)64-65
• 第5章 結(jié)論與展望65-67
• 5.1 結(jié)論65-66
• 5.2 展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-74
• 作者簡介74

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  本文關(guān)鍵詞：低速橫向沖擊荷載下CFRP加固鋼管性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：440714