碳纤维复合材料改善焊接接头疲劳性能的基础研究

疲劳损伤是钢结构失效的重要原因，碳纤维复合材料加固钢结构已成为未来改善疲劳性能，延长结构物寿命的有效途径。然而对裂缝起裂常出现处的焊接接头加固研究较少。本项目研究碳纤维复合材料改善焊接接头的疲劳性能。首先选取典型的十字型焊接接头并对其进行疲劳试验，其次将对不同形式的面外焊接接头进行疲劳试验。考察外贴碳纤维复合材料尺寸、接头形状以及应力比、应力幅等参数对疲劳寿命的影响。数值计算时，采用精细化模型对试件进行分析，并采用paris裂纹扩展公式和应力强度因子进行分析，探求加固后焊接接头疲劳失效的机理，寻求破坏准则。同时为得到易于工程师应用的疲劳曲线，将采用常规的热点应力法，综合考虑各种参数影响，对试验结果进行分析，提出碳纤维复合材料加固焊接接头的设计理论和寿命预测方法，从而促进新材料、新技术在钢结加固中的应用。