碳纤维布胶接修复含裂纹钢管仿真分析

摘要

在胶接修复工艺中,裂纹的形式和不同的胶接方案影响结构的修复效果.以裂纹尖端应力强度因子(Stress Intensity Factor,SIF)为依据,分别对含有2种裂纹形式的钢管进行了仿真分析,探讨钢管的裂纹大小、碳纤维布的长度和层数对胶接修复强度的影响.分析结果表明,增加碳纤维布长度可以有效提高修复结构的强度,当长度超过有效胶接长度后,提高幅度不明显.裂纹面积所占比例越大,裂纹处应力集中程度越高,胶接碳纤维布的修复效果越显著.2层碳纤维布胶接修复对SIF的增长抑制效果比1层碳纤维布提高了10％以上,对于圆周裂纹损伤程度较小时,使用1层碳纤维布修复已能有效改善钢管的结构性能,对于圆弧裂纹和损伤程度较大的圆周裂纹,建议使用2层碳纤维布修复.