CFRP-钢界面粘结性能试验与数值模拟

编号 zgly0001655866

文献类型 期刊论文

文献题名 CFRP-钢界面粘结性能试验与数值模拟

作者 李传习  柯璐  陈卓异  贺君  罗南海 

作者单位 长沙理工大学土木工程学院  长沙理工大学桥梁结构安全控制湖南省工程实验室 

母体文献 复合材料学报 

年卷期 2018年12期

年份 2018 

分类号 TB33 

关键词 碳纤维增强聚合物基复合材料  钢板  粘结界面  破坏形态  粘结滑移本构  抗剪承载力 

文摘内容 碳纤维增强聚合物基复合材料(CFRP)与钢板的界面粘结性能为CFRP加固钢结构的关键问题之一。开展了17个CFRP板-钢板单搭接试件的拉伸剪切试验,研究了不同环氧粘结剂与CFRP材料的CFRP-钢界面力学行为和破坏模式;分析了粘结剂类型和CFRP材料对界面粘结滑移本构和界面剪切性能的影响,讨论了其承载力计算方法。结果表明:采用不同的粘结剂或CFRP材料,界面破坏形式和抗剪承载力均差异较大。采用Sika330、Lica粘结剂的试件为CFRP板或钢板与胶层的界面破坏,采用Araldite粘结剂的试件为CFRP板浅表层离,采用Sika 30粘结剂的试件为胶层内聚破坏,采用SF(Sika S512/80)碳板的试件为CFRP板深层层离;Araldite试件的抗剪承载力为其他试件的1.7～2.9倍。Sika 330、Araldite及Lica试件粘结滑移曲线无明显下降段,属脆性破坏,而Sika 30与SF试件存在缓坡下降段,失效前有一定征兆;SF试件的粘结滑移本构可简化为三折线模型,其余试件则可简化为双线性模型。SF试件抗剪承载力需用Xia-a模型表征,其余试件则可用Xia-b模型表征。基于粘聚力模型对界面力学行为进行了数值模拟,结果表明,粘聚力模型可以较好地模拟界面的非线性力学行为,剥离应力对本单搭接试件的界面粘结强度影响很小。