弯曲锚固碳纤维增强复合材料电缆疲劳性能的试验研究

摘要整理

本研究通过试验方法系统调查了弯曲锚固碳纤维增强复合材料（CFRP）电缆中CFRP杆的疲劳刚度、疲劳寿命、残余强度的变化规律，以及宏观损伤的萌生、扩展和断裂过程，以验证弯曲锚固系统的锚固性能并评估弯曲锚固引起的附加剪切效应。采用声发射技术监测弯曲锚固系统中CFRP杆微观临界损伤的演化过程，该过程与锚固区内CFRP杆的压剪断裂密切相关。试验结果表明，经过200万次疲劳循环后，在应力幅值分别为500 MPa和600 MPa的条件下，CFRP杆的残余强度保留率分别高达95.1%和76.7%，表现出良好的疲劳抗力。弯曲锚固CFRP电缆可承受最大应力为0.4σult、幅值为500 MPa的200万次疲劳循环加载而无明显疲劳损伤。在更严苛的疲劳加载条件下，电缆自由段CFRP杆的纤维劈裂和锚固区内CFRP杆的压剪断裂是主要的宏观损伤模式。CFRP杆疲劳损伤的空间分布规律表明，附加剪切效应已成为电缆疲劳抗力的决定性因素。本研究证实了弯曲锚固系统CFRP电缆具有良好的疲劳承载能力，研究成果可用于优化弯曲锚固系统设计以进一步提升其疲劳性能，促进CFRP电缆和弯曲锚固系统在桥梁结构中的应用与发展。

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