预应力碳纤维修复含裂纹钢板的应力强度因子分析

摘要：

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 rein-forced 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.

关键词：老平台、预应力、碳纤维、裂纹、应力强度因子

所属期刊栏目：22

分类号：TE952(石油机械设备与自动化)

资助基金：中国石油天然气股份有限公司大港赵东作业分公司合作项目8500001584

在线出版日期：2022-09-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：9137-9143