预应力与非预应力粘结碳纤维增强复合材料加固裂纹钢板的应力强度因子评估

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粘结碳纤维增强复合材料（CFRP）用于加固裂纹钢结构已被广泛接受，可有效延长金属结构使用寿命。该方法通过显著降低裂纹尖端的应力强度因子（SIF），从而大幅提高疲劳寿命。本文采用半经验分析和有限元分析方法，对CFRP加固的裂纹钢板应力强度因子进行了评估。研究对象为中心孔处单条裂纹的金属板。采用虚拟裂纹闭合技术（VCCT）定义和评估裂纹尖端的应力强度因子。建立的有限元模型与作者进行的实验研究进行了对比验证，涵盖对称和非对称加固、常规模量和超高模量CFRP板、预应力CFRP板等多种加固配置。结果表明，有限元分析（FEM）能够准确模拟不同加固配置下CFRP粘结钢板的疲劳性能。此外，还进行了预应力水平影响的参数分析。研究结果表明，预应力水平的增加会导致结构疲劳寿命的显著提高，为工程应用提供了重要的设计参考。

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