【摘 要】
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疲劳破坏是焊接钢结构最主要的失效方式。据资料统计,70%～90%的焊接钢结构失效是由于焊接接头的疲劳断裂引起的,疲劳破坏在一定程度上限制了焊接钢结构的应用范围。本文通过试
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疲劳破坏是焊接钢结构最主要的失效方式。据资料统计,70%～90%的焊接钢结构失效是由于焊接接头的疲劳断裂引起的,疲劳破坏在一定程度上限制了焊接钢结构的应用范围。本文通过试验研究碳纤维增强复合材料（CFRP）对焊接钢结构疲劳性能的加固效果。本文回顾了疲劳问题的基本理论,介绍了焊接钢结构的主要特点和常见的改善疲劳性能的措施,并通过试验研究了42CrMo钢的疲劳性能。试验结果表明:42CrMo钢拉-拉疲劳极限(R=σmin/σmax=0.1)在0.33σb～0.35σb之间,拉-压疲劳极限(R=σmin/σmax=-1)在0.4σb～0.5σb之间;拉-拉疲劳极限（R=0.1）与拉-压疲劳极限（R=-1）较好地吻合Gerber关系式;在高频（110Hz以上）疲劳试验机上做低周拉-压疲劳试验需要考虑温度影响。采用MTS液压伺服加载系统研究CFRP加固焊接钢梁的疲劳性能。对H型钢梁采用对接焊接连接工艺中,焊缝是其薄弱部位。试验制作了4根对接焊接的H型钢梁（HM244×175×7×11）,针对钢梁受纯弯曲荷载,本文在其对接的焊缝段对钢梁下翼缘粘贴CFRP材料进行结构加固。分别研究了未加固、单层CFRP加固、双层CFRP加固以及CFRP板加固焊接钢梁在纯弯曲状态下的疲劳寿命。试验结果表明:CFRP布能分担焊接钢结构的载荷,降低焊接接头处应力,延缓疲劳裂纹的产生,有效地延长焊接钢结构的疲劳寿命;单层CFRP布加固焊接钢梁疲劳寿命提高了45%,双层CFRP布加固焊接钢梁疲劳寿命提高93.7%;CFRP板因为胶层较厚对焊接钢结构疲劳加固效果不明显。本文试验研究结果可用于指导CFRP加固焊接钢结构工艺及其加固效果的评价。
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