摘要：二十一世纪初期到最近几年，我国的钢材产量增加明显而且伴随着产量上升其生产技术和相关伴生产业进步和增多。随着互联网技术的提高，人与人的联系越来越密集，这就需要更多的交通设施，其中至关重要的就是交通指示牌，不止只是大型工程采用钢结构，这些小的具体的在日常生活中常见的更要运用钢结构，正所谓从细节就能看出一个国家的整体实力。而就在此时，由于钢结构拥有强度极高，质量极轻，抗压和跨越能力相对其他材料强等极其优秀的特点越来越多的设计师，工程师唯独看重这种或这类材料，所以不光是日常还是施工工程项目中越来越多的结构部件运用此类材料。但是在平时的施工过程中，会遇到恶劣的并且毫无预料的特殊环境，这些始料未及的因素都会使钢结构变的不稳定，使其发生疲劳断裂，腐蚀损伤等，如果某一天发生事故，会对人民和国家造成不可估计的损失，这是工程师最为担心的问题。而传统的钢结构加固技术往往存在缺陷，而如果使用碳纤维增强复合材料（CFRP）对平时设施的一个加牢加固技术，那么这类技术将会完美优化以前固有的老技术方面的所含有的缺陷性。但是到现在为止，对于日常受压受拉部件粘贴碳纤维复合增强材料的研究比较稀少且比较有限，所以正因为如此本文将针对这类现象来做一些更深层次的研究。本次设计的钢管柱，分为圆钢管柱和方钢管柱，圆钢管环的外径为220毫米，内径为200毫米；方钢管环的截面为150毫米的正方形，其厚度为10毫米，两者长度都为3000毫米，材料分别用结构钢和碳纤维复合纤维材T300-5208。

本设计分为以下几个部分：使用ANSYS软件建出具体的设计钢管柱模型，选择材料类型并且定义材料属性，对建完的模型附加材料属性然后根据默认网格划分形式进行网格划分、对划分完成的模型固定底部后施加约束，之后进行模态分析，得出总变形量和等效应变。对比不同材料的结果，进行经济效应上的分析，最终得出最佳的结果。

关键词：加固技术；碳纤维增强复合材料；ANSYS；模态分析

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论-6

1.1 研究背景-6

1.2碳纤维复合材料的优点-8

1.3碳纤维复合材料加固的优越性-10

1.4国内CFRP研究现状-12

1.5国外CFRP研究现状-15

第二章 有限元模型的建立-18

2.1 有限元法的基本思想和分析方法特点-18

2.2 模型网格划分-19

第三章 建模研究的具体过程-20

3.1 研究概括-20

3.2 选用材料和工况基本概括-21

3.3 基本工况和相应的结果-24

第四章 总结和展望-37

4.1未来展望-37

4.2未来展望-37

参考文献-38

致  谢-41