第七届全国防灾减灾工程学术会议

钢结构被广泛运用于土木工程领域，但在外部荷载和自身耐久性等因素的长期影响下钢结构的性能会产生退化，因此需要通过原位加固才能保证正常安全的使用。碳纤维增强聚合物（CFRP）作为优秀的加固材料因其轻质高强的特点被广泛运用于钢结构加固。然而，钢结构与CFRP之间需要通过环氧树脂进行粘结，一旦粘结层产生脱空就会严重影响加固效果甚至导致加固失效。对此，本文提出了通过优化算法匹配导波频散曲线反演弹性参数的方法来识别CFRP加固钢板中隐藏的脱粘损伤。本方法主要有三个创新点：第一，材料的弹性参数与残余强度相关，因此本文利用导波频散曲线反演出了CFRP加固钢板的工程弹性参数，采用刚度权重矩阵对其进行弹性参数识别，并且在无基线数据的情况下对脱粘区域进行了表征。第二，采用过零技术-频谱分解方法提取出材料的真实频散曲线，只需获取沿导波传递方向上的两个时域信号便可估算出材料的频散曲线，操作简便的同时还能满足弹性模量的反演识别精度要求。第三，本文采用了半解析有限元法作为正演模型，因其只需沿单一方向离散，相较于传统的完全离散化模型能快速求解频散曲线，有效节约遗传算法迭代过程所花费的时间。数值模拟和实验验证均表明本文提出的方法具有可靠性，能够为CFRP加固钢板脱粘损伤提供有效的评估方法，也为后期的修复提供了依据。

超声导波;CFRP加固钢结构;参数反演;模量识别