钢质海洋平台水下碳纤维修复性能研究

发布时间：2023-06-05 20:40

　　随着海洋工程的发展和人们对海洋油气资源的勘探开发,对海洋平台技术的研究已成为海工领域的一大热点,大量的深海海洋平台在世界各地相继建成。由于海洋平台服役的特殊海况带来的平台腐蚀问题和生产作业过程中不可避免的碰撞损伤,加上现阶段针对钢结构水下修复方面的相关标准尚未完善,对海洋平台修复技术的研究已经成为现阶段一个重要的课题。本文通过对水下环氧胶粘剂的系统研究,研制出符合水下施工标准的改性水下复合环氧胶粘剂,并利用此胶粘剂开展碳纤维布粘结钢板的静力强度实验,分析影响碳纤维布维修加固钢结构的因素。本文主要内容分成以下几个部分:首先,介绍水下环氧树脂粘结的相关理论,包括水下粘结原理、粘结接头的破坏力学和破坏形式、影响胶粘剂粘结强度的因素等;介绍环氧树脂胶粘剂的合成组分及各组分承担的作用;介绍纳米SiO₂改性环氧树脂的改性方法和增韧机理。其次,对水下环氧基体胶粘剂进行水下垂直流淌性能测试实验,确定其水下施工的可行性;制备纳米SiO₂改性水下复合环氧胶粘剂,根据相关国标规定对胶粘剂进行力学性能测试,测试内容包括剪切强度、拉伸强度、压缩强度等;设计正交实验并探...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 海洋平台加固修复技术
        1.2.2 碳纤维加固技术的发展
        1.2.3 建筑结构胶粘剂的发展
        1.2.4 水下结构胶粘剂的发展
    1.3 本文研究内容
2 水下胶粘剂和粘结理论
    2.1 水下胶粘剂粘结过程和粘结机理
    2.2 粘结接头的破坏力学和破坏形式
        2.2.1 粘结接头的破坏力学
        2.2.2 粘结接头的破坏形式
    2.3 影响粘结强度的因素
    2.4 环氧树脂胶粘剂组分
    2.5 纳米SiO₂改性环氧树脂
        2.5.1 纳米SiO₂的改性处理
        2.5.2 纳米SiO₂的增韧机理
    2.6 本章小节
3 纳米SiO₂改性水下环氧胶粘剂的研究与制备
    3.1 胶粘剂水下垂直流淌性能实验
        3.1.1 实验原理
        3.1.2 实验步骤
    3.2 纳米SiO₂改性水下环氧胶粘剂的制备
        3.2.1 纳米SiO₂的分散处理
        3.2.2 改性环氧树脂的配制
    3.3 实验材料和仪器
        3.3.1 实验材料
        3.3.2 实验仪器
    3.4 性能测试
        3.4.1 胶粘剂拉伸剪切强度实验
        3.4.2 胶粘剂拉伸强度实验
        3.4.3 胶粘剂压缩强度实验
    3.5 最优配比正交实验
        3.5.1 正交实验设计概述和原理
        3.5.2 正交表设计
        3.5.3 正交实验结果分析
        3.5.4 实验分析
    3.6 纳米SiO₂的对胶粘剂性能的影响
        3.6.1 纳米SiO₂的用量对水下环氧复合胶粘剂性能的影响
        3.6.2 纳米SiO₂的分散方式对水下胶粘剂的影响
        3.6.3 改性复合环氧水下胶粘剂的最优性能测试数据
    3.7 本章小节
4 CFRP水下加固修复钢制构件
    4.0 CFRP粘结工艺
    4.1 实验材料
    4.2 实验设计
    4.3 实验过程
    4.4 实验结果及数据分析
        4.4.1 破坏特征
        4.4.2 静力强度实验结果及数据分析
    4.5 加固修复影响因素分析
        4.5.1 CFRP布层数的影响
        4.5.2 固化温度的影响
        4.5.3 CFRP布粘结宽度和长度的影响
        4.5.4 CFRP布粘结厚度和弹性模量对加固效果的影响
        4.5.5 不同锚固方式的影响
    4.6 有效粘结长度实验
    4.7 本章小节
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3832015