钢质构件损伤水下固化剂配制与加固数值分析

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nibuhao222
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随着人们对于海洋资源的大力开发,与之相应的海洋平台技术获得快速发展,在海洋平台的生产利用过程中,不可避免的面临很多问题和挑战,比如海洋平台的服役时间过长、平台腐蚀、碰撞损伤、维修成本高等。本文将在土木工程中获得广泛应用的碳纤维布加固技术与水下环氧胶粘剂技术相结合,利用水下环氧胶粘剂粘结的相关理论和工艺配制最优的胶粘剂,并利用有限元分析软件ANSYS分析胶层厚度、碳纤维布厚度和弹性模量等对加固效果的影响,为实际工程应用提供参考。  首先,本文简要介绍海洋平台发展情况和面临服役时间过长、平台损伤等问题;论述国内外在海洋平台加固技术、碳纤维加固和水下环氧胶粘剂三个方面的发展情况以及碳纤维布加固技术的特点。  其次,重点介绍水下环氧胶粘剂的制备过程中所用到的理论基础,主要包括粘结机理、破坏理论、设计原则等,该部分内容对数值模拟的参数设定提供参考。  接着,简单介绍碳纤维加固技术的基本原理以及每部分材料的选取;根据水下胶粘剂的组成,介绍每种组分的作用;根据构件表面的处理过程和胶粘剂的配制原则,按照拉伸剪切强度测定的国家标准,分别对环氧树脂和固化剂的配比,不同填料、助剂对胶粘剂性能影响进行试验研究,根据研究结果确定最优的胶粘剂配比;根据相关的国家标准,测定最优配比胶粘剂的拉伸剪切强度、弹性模量、抗压强度等相关力学参数。  最后,利用有限元分析软件ANSYS建立钢棒、胶粘剂和碳纤维布的碳纤维加固钢棒的有限元模型,以胶层厚度0.2mm,碳纤维布厚度0.167mm,碳纤维布弹性模量为高强型范围时为参考试验,设计多组对照实验,分别考察胶层厚度、碳纤维布厚度和弹性模量对加固效果的影响规律,为实际工程的加固提供参考。
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