CFRP加固压力钢管的试验研究和数值模拟分析

作者: 姚华川 [1] 纳菊 [2] 黄文佳 [3] 陈晓强 [4]


关键字: 静水压试验 压力钢管 CFRP 加固 数值模拟


摘要:

对3根材质为Q235B的钢管进行了静水压力试验,研究了缠绕CFRP之后钢管和CFRP的受力性能.通过试验测得了在不同内压下钢管和碳纤维布的应变以及管线屈服时的内压力.试验结果表明:在弹性阶段,粘贴1层碳纤维布能提高弹性极限压力8%,粘贴2层能提高弹性极限压力15.2%.基于拉梅公式,推导了在弹性阶段下CFRP等效管壁厚度公式和界面压力公式,计算出了管壁的应变和弹性极限压力,理论和试验结果吻合得较好.通过建立有限元模型模拟钢管进入塑性阶段后的行为,发现CFRP在钢管屈服之后的加固效果很明显,大幅度提高了钢管的极限承压能力,为以后压力钢管加固提供理论依据.