碳纤维布补强压力管道试验研究及有限元分析.pdfVIP

第41卷 第2期 四川建筑科学研究 2015年 4月 SichuanBuildingScience 9l 碳纤维布补强压力管道试验研究及有限元分析 胡小梅，王汝恒，贾 彬，张志伟 (西南科技大学土木工程与建筑学院，四川 绵阳 621010) 摘 要 ：在粘贴不同厚度的碳纤维布(CFRP)的工况下来测定管道的环向应变与内水压力之间的变化规律，以此试 验数据与ANSYS数值模拟值进行比较，可知模拟值和试验结果吻合得较好。通过建立有限元模型分析纤维复合 材料的弹性模量、管道壁厚、管道直径对管道屈服时承压能力的影响，结果表明：高模量碳纤维加 固的管道达到屈 服强度时管内可施加的压力最大；管道外径的增大对粘贴了碳纤维布的管道屈服时内水压力值提高比例并无影 响，而随着管道壁厚的增加，提高比例却依次降低。为碳纤维布修复补强大型输送管道的设计与施工提供试验基 础依据。 关键词：压力管道；静水压试验 ；碳纤维布；补强影响因素 中图分类号：TU398．9 文献标志码：A 文章编号：1008—1933(2015)02—091—05 Experimentalstudyandfiniteelementanalysisofsteelpenstocks asreinforcedbyCFRP HUXiaomei，WANGRuheng，JIABin，ZHANGZhiwei (InstituteofCivilEngineeringandArchitecture，SouthwestUniversityofScienceandTechnology，Mianyang 621010，China) Abstract：IndifferentlayersofCFRPconditions，thepurposeofmeasuringthechangingrulesbetweenstrainandinternalwaterpressure andmakingasummaryiscomparedwithhteANSYSnumerical simulation valuesnadresultsshow thatthe simul~ion valuesnad experimentresultsfitbetter．Byestablishingfiniteelementmodeltonaalyzetheelasticmodulusoffibercompositematerials，pipewall htickness，pipediameterandtheinfluenceofthebearingcapacitywhen thesteelpenstockstoyield，theresultsshow thatthesteel penstockscanbethebiggestpressurewhenhighmoduluscarbonfiberreinforcedsteelyieldstrength．Theimprovingproportionofhte internalwaterpressurevaluedoesnotchangewiththeincreaseofpipediametertopastethesteelyieldofCFRP．Improvementofthe proportionislowerinturn withtheincreaseofpipewallthickness．Theseresultsprovideexperimental basisandtheoreticalbasisfor CFRP repairreinforcementdesignnadconstructionoflargesteelpenstocks． Keywords：steelpenstocks；hydrostaticpressuretest；CFRP；reinforcementoffactors 大，存在传力不均匀和焊缝材料与母材性能是否匹 0 引 言