预应力碳纤维修复含裂纹钢板的应力强度因子分析

杨岭; 张飞凡; 朱艳; 黄罡; 张晓春; 张玉

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预应力碳纤维修复含裂纹钢板的应力强度因子分析

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海洋平台作为海上油气勘探开发生产的重要装备,随其服役期临近设计使用寿命,平台在多种载荷的作用下已存在多种形式的裂纹缺陷,对其开展修复加固研究以延长服役期是降本增效提质的有效措施。碳纤维复合材料(carbon fiber reinforced polymer, CFRP)凭借其优异的力学性能,可应用于海洋平台的修复加固技术,从而达到延长服役期的目的。建立了CFRP修复含裂纹钢板有限元模型,结合线弹性断裂力学,验证了模型的可靠性,考虑了预应力对修复效果的影响,进行了以裂纹尖端应力和应力强度因子为评价指标的仿真分析研究,并拟合了CFRP上预应力与应力强度因子之间的变化关系。研究表明:CFRP可以减小裂纹尖端的应力和应力强度因子,CFRP对含裂纹钢板有良好的修复效果;并且裂纹尖端的应力强度因子随着CFRP上预应力的增大而减小,预应力的施加可以增强CFRP对含裂纹钢板的修复效果;此外,CFRP上预应力与应力强度因子之间存在线性关系。

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来源
《科学技术与工程》 |2022年第21期|9137-9143|共7页
作者
杨岭; 张飞凡; 朱艳; 黄罡; 张晓春; 张玉;
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作者单位

中国石油大港油田分公司对外合作项目部;

中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院;

中国石油大港油田分公司石油工程研究院;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类海上开采机械设备;
关键词
老平台; 预应力; 碳纤维; 裂纹; 应力强度因子;

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