关键词
CFRP;钢板加固;ABAQUS;滞回模拟;试验复现
模拟背景
CFRP加固钢结构能够有效提高其承载力与抗震性能
CFRP粘贴于钢材表面,从材料视角上看,CFRP、胶体、钢板三者形成新的“复合材料”
这种新型“复合材料”的破坏机理复杂,可能伴随着CFRP断裂、胶体脱粘、钢材损伤等失效模式
复现内容
参考某篇SCI论文中的CFRP加固钢板试件,在狗骨式构件表面粘贴CFRP,开展单向拉伸低周往复荷载试验,试验过程中控制力的方向始终保持试件只拉不压,加载方式如下图所示。观察并记录其破坏过程与滞回曲线。
CFRP加固钢板试验与加载制度
试验复现特点
本案例在有限元模拟中的关键点如下:
1、加固的粘结(cohesive)行为如何设置,脱粘行为如何考虑
2、复合材料的材性(Hashin损伤)如何设置,断裂现象如何反应
3、模型如何调试使得试验与有限元结果吻合
曲线对比
滞回曲线和试验结果一致,包括加卸载刚度,强化,断裂下降段,下降后刚度等力学现象。
滞回曲线对比
破坏形态对比
破坏形态与试验结果吻合,均发生了CFRP的横向断裂与胶体脱粘现象。
破坏形态对比
结语
CFRP加固被广泛应用于结构工程中。在CFRP加固钢结构、混凝土结构的静力性能提升方面,本人已做了大量的试验与论文复现。但是对于加固钢材后的抗震性能试验或论文复现,目前还未有人做相关教程。因此本期教程以某篇SCI中的CFRP加固钢板为案例,制作滞回模拟的保姆级教程。可为类似复合材料加固结构的抗震性能分析提供参考。