受拉 FRP 加固 X80 钢板中表面裂纹应力强度因子的数值分析

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2013.08.018

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2013, Vol. 41 ›› Issue (8): 109-114.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2013.08.018

受拉 FRP 加固 X80 钢板中表面裂纹应力强度因子的数值分析

赵传宇¹黄培彦^1,2†罗毅¹

1．华南理工大学土木与交通学院，广东广州 510640;2．华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室，广东广州 510640

收稿日期:2013-03-01 修回日期:2013-04-08 出版日期:2013-08-25 发布日期:2013-07-01
通信作者: 黄培彦(1952-)，男，教授，博士生导师，主要从事疲劳与断裂、桥梁结构耐久性研究． E-mail:pyhuang@scut.edu.cn
作者简介:赵传宇(1984-)，男，博士生，主要从事疲劳与断裂、桥梁力学研究．E-mail:zhaochuanyu@126．com
基金资助:
国家自然科学基金重点资助项目(51078145， 11132004)

Numerical Analysis of Stress Intensity Factor of Surface Crack in X80 Steel Plate Strengthened with FRP Under Tensile Load

Zhao Chuan- yu¹Huang Pei- yan^1,2Luo Yi¹

1.School of Civil Engineering and Transportation,South China University of Technology,Guangzhou 510640,Guangdong,China;2.State Key Laboratory of Subtropical Construction Science,South China University of Technology,Guangzhou 510640,Guangdong,China

Received:2013-03-01 Revised:2013-04-08 Online:2013-08-25 Published:2013-07-01
Contact: 黄培彦(1952-)，男，教授，博士生导师，主要从事疲劳与断裂、桥梁结构耐久性研究． E-mail:pyhuang@scut.edu.cn
About author:赵传宇(1984-)，男，博士生，主要从事疲劳与断裂、桥梁力学研究．E-mail:zhaochuanyu@126．com
Supported by:
国家自然科学基金重点资助项目(51078145， 11132004)

摘要/Abstract

摘要： 半椭圆表面裂纹是金属结构中比较常见的一种缺陷，在外界因素作用下容易发生扩展，甚至导致结构破坏，而采用纤维增强复合材料( FRP) 等新材料对其进行加固维修可以大幅度提高其使用寿命．文中应用Abaqus 有限元软件，对受拉 FRP 加固 X80 钢板中半椭圆表面裂纹的应力强度因子进行数值分析，并给出了加固条件下应力强度因子的半经验表达式．结果表明，在均匀拉伸载荷作用下，对于应力强度因子及加固效果，裂纹形状比的影响较大，裂纹相对深度有一定影响．

关键词: 表面裂纹, 纤维增强复合材料, 应力强度因子, 钢板, 加固

Abstract:

Semi- elliptic surface crack is a common defect in metal structures,which is easy to propagate under the effects of external factors and may even result in the damage of the structures.The service life of the damaged struc-tures can be greatly extended by using the fiber- reinforced polymer (FRP) to strengthen and repair them.In this paper,the finite element software Abaqus is employed to numerically analyze the stress intensity factor (SIF) of the semi- elliptic surface crack in the X80 steel plate strengthened with FRP under tensile load,and the semi- empirical expression of the SIF is obtained.The results show that,under the uniform tensile load,the crack shape ratio has a greater effect on the SIF as well as on the reinforcement effect,and the relative crack depth also affects them to a certain degree.

Key words: surface crack, fiber reinforced polymer, stress intensity factor, steel plate, reinforcement

中图分类号:

赵传宇黄培彦罗毅. 受拉 FRP 加固 X80 钢板中表面裂纹应力强度因子的数值分析[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2013, 41(8): 109-114.

Zhao Chuan- yu Huang Pei- yan Luo Yi . Numerical Analysis of Stress Intensity Factor of Surface Crack in X80 Steel Plate Strengthened with FRP Under Tensile Load[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2013, 41(8): 109-114.

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受拉 FRP 加固 X80 钢板中表面裂纹应力强度因子的数值分析

Numerical Analysis of Stress Intensity Factor of Surface Crack in X80 Steel Plate Strengthened with FRP Under Tensile Load

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