碳纤维布加固钢筋混凝土梁受弯性能的ANSYS分析

"碳纤维加固钢筋混凝土梁受弯性能的研究，通过ANSYS模拟试验，探讨了碳纤维增强塑料(CFRP)对钢筋混凝土梁弯曲承载力的提升效果，并提出了CFRP极限拉应变折减系数。试验材料参数包括混凝土、钢筋和碳纤维布的属性，采用SOLID65、Link8和SHELL181单元进行有限元分析。" 本文主要研究了碳纤维布作为加固材料对钢筋混凝土梁受弯性能的影响。作者刘威基于试验数据，运用有限元软件ANSYS构建了模型，模拟了试验全过程，以深入理解CFRP加固后的力学性能变化。结果显示，应用CFRP可以显著提高钢筋混凝土梁的受弯承载力，这对于结构加固具有实际工程意义。 试验梁的设计规格为矩形截面，尺寸为100mm x 200mm，梁长2200mm，计算跨径2000mm，采用两根钢筋，混凝土强度等级为C20。碳纤维布的厚度、抗拉强度和弹性模量分别为0.121mm、1800MPa和2.2 x 105MPa。这些材料参数是建立准确有限元模型的基础。 在有限元分析中，选择适当的单元类型至关重要。混凝土采用SOLID65单元，能够模拟材料开裂和压碎特性；钢筋采用Link8单元，而碳纤维布则采用SHELL181多层壳单元。在本构关系模型的选择上，混凝土采用多线性随动强化(KINH)模型，钢筋则选择经典双线性模型，这些模型能够较为真实地反映材料的应力-应变关系。 通过对试验数据的分析，作者提出了CFRP的极限拉应变折减系数，这一系数对于评估CFRP在实际工程中的性能和寿命具有指导作用。同时，这项研究也反映了碳纤维布在混凝土结构加固领域的广泛应用潜力，特别是在提高结构耐久性和抗疲劳性能方面的优势。 本文通过实验和数值模拟相结合的方式，系统地研究了碳纤维布对钢筋混凝土梁受弯性能的增强效果，为混凝土结构的修复和加固提供了理论依据和技术支持。这一研究成果不仅深化了对CFRP加固技术的理解，也为未来相关工程实践提供了参考。