复合材料补片胶接修复钢板影响参数仿真分析

复合材料科学与工程 ›› 2020, Vol. 0 ›› Issue (7): 40-44.

复合材料补片胶接修复钢板影响参数仿真分析

许明阳¹, 殷晨波^1*, 李向东², 陈曦¹

1.南京工业大学机械与动力工程学院,南京211816;
2.江苏省特种设备安全监督检验研究院,南京210003

收稿日期:2019-11-25 出版日期:2020-07-28 发布日期:2020-07-28
通讯作者: 殷晨波(1963-),男,博士,教授,主要从事工程机械与微机电系统方面的研究,yinchenbo@njtech.edu.cn。
作者简介:许明阳(1995-),男,硕士,主要从事起重机械金属结构胶接修复方面的研究。
基金资助:
江苏省质量技术监督局科技项目(KJ175914)

SIMULATION ANALYSIS OF INFLUENCE PARAMETERS OF COMPOSITE PATCH BONDED REPAIR STEEL PLATE

XU Ming-yang¹, YIN Chen-bo^1*, LI Xiang-dong², CHEN Xi¹

1. School of Mechanical and Power Engineering, Nanjing Tech University, Nanjing 211816, China;
2. Special Equipment Safety Supervision Inspetion Institude of Jiangsu Province, Nanjing 210003, China

Received:2019-11-25 Online:2020-07-28 Published:2020-07-28

摘要/Abstract

摘要： 在对钢结构进行胶接修复时,不同的胶接方案对修复结果有显著影响。为更好制定胶接修复方案,在ABAQUS中建立有限元模型,侧重探究补片尺寸和胶层参数对应力强度因子(SIF)和胶层应力的综合影响。分析表明,增加补片厚度和胶层剪切刚度都可以有效降低裂纹尖端应力强度因子,同时会增大胶层端部应力。增加补片厚度比增加胶层剪切刚度能得到更好的修复效果。补片厚度选在1.5 mm左右最佳,胶层剪切刚度选在5 GPa左右最佳。补片等宽修复对钢板有更好的补强效果,不建议对较厚的结构进行胶接修复。

关键词: 胶接修复, 应力强度因子, 胶层应力, 脱粘, 复合材料

Abstract: During bonding repair of steel structures, different bonding schemes have a significant effect on the repair results. In order to make a better bonding repair plan, a finite element model was established in ABAQUS, focusing on the comprehensive influence of patch size and glue layer parameters on stress intensity factor (SIF) and glue layer stress. The results show that the stress intensity factor at the crack tip can be reduced and the stress at the end of the adhesive layer can be increased by increasing the thickness of the patch and the shear rigidity of the adhesive layer. It is better to increase the thickness of patch than to increase the shear stiffness of adhesive layer. The thickness of patch is about 1.5 mm, and the shear rigidity of adhesive layer is about 5 GPa. Patch repair with equal width has better reinforcement effect on steel plate, and it is not recommended to carry out bonding repair on thicker structure.

Key words: bonding repair, stress intensity factor, adhesive stress, debonding, composites

中图分类号:

TB332

许明阳, 殷晨波, 李向东, 陈曦. 复合材料补片胶接修复钢板影响参数仿真分析[J]. 复合材料科学与工程, 2020, 0(7): 40-44.

XU Ming-yang, YIN Chen-bo, LI Xiang-dong, CHEN Xi. SIMULATION ANALYSIS OF INFLUENCE PARAMETERS OF COMPOSITE PATCH BONDED REPAIR STEEL PLATE[J]. Composites Science and Engineering, 2020, 0(7): 40-44.

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