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《平臺(tái)巴西圓盤(pán)沖擊破壞過(guò)程及機(jī)理的研究.docx》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、平臺(tái)巴西圓盤(pán)沖擊破壞過(guò)程及機(jī)理的研究水泥砂漿是鋼纖維混凝土中直接與纖維粘結(jié)接觸的重要組分,其力學(xué)性能與鋼纖維力學(xué)性能共同作用從而使鋼纖維混凝土復(fù)合材料增強(qiáng)增韌,也直接影響裂紋的萌生、擴(kuò)展及貫穿模式。在實(shí)際工程中,結(jié)構(gòu)往往在動(dòng)態(tài)沖擊荷載作用下變形從而產(chǎn)生宏觀裂紋直至失穩(wěn)破壞。因此研究水泥砂漿中裂紋的擴(kuò)展機(jī)理及纖維阻裂機(jī)理具有重要研究意義。本文采用物理試驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合方法,首先將水泥砂漿試件制成平臺(tái)巴西圓盤(pán),利用分離式霍普金森壓桿試驗(yàn)裝置（SplitHopkinsonPressureBar,SHPB）對(duì)試件進(jìn)行沖擊劈裂試驗(yàn)。繼而在有限元?jiǎng)討B(tài)分析軟件RFPA2D2、sup>-Dynamic（RealisticFailureProcessAnalysis）中建立相應(yīng)的數(shù)值模型并進(jìn)行分析,將物理試驗(yàn)與數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,分析水泥砂漿中裂紋擴(kuò)展機(jī)理及纖維阻裂機(jī)制。具體研究?jī)?nèi)容如下（:1）以兩條預(yù)制裂縫不同的夾角為變量,制作了平臺(tái)巴西圓盤(pán)試件。利用SHPB試驗(yàn)原理得到試件強(qiáng)度值、裂紋萌生點(diǎn)及貫穿路徑。當(dāng)夾角為0°時(shí),試件劈拉強(qiáng)度最大。所有試件的裂紋均在第一條裂縫中間部位萌生,主裂紋偏向加載軸向擴(kuò)展,次生裂紋在平臺(tái)附近貫穿,近乎平行于裂縫方向。在數(shù)值模擬中,賦予材料細(xì)觀力學(xué)參數(shù)Weibull隨機(jī)非均勻分布,并施加動(dòng)態(tài)三角形應(yīng)力波進(jìn)行動(dòng)力有限元
3、分析。得到與物理試驗(yàn)一致的裂紋萌生部位及主裂紋擴(kuò)展模式,當(dāng)夾角為0°時(shí),同樣得到試件強(qiáng)度最大。（2）以裂縫條數(shù)為變量制作了水泥砂漿平臺(tái)巴西圓盤(pán)試件,利用SHPB試驗(yàn)得到試件強(qiáng)度值、裂紋擴(kuò)展路徑。物理試驗(yàn)結(jié)果表明,隨裂縫條數(shù)增加,試件強(qiáng)度降低。在數(shù)值模擬中,同樣有和物理試驗(yàn)結(jié)果一致的規(guī)律,隨裂縫條數(shù)增加,試件平臺(tái)端應(yīng)力變大,試件強(qiáng)度降低,在含多條裂縫的試件中隨機(jī)分布大量次生裂紋,因此聲發(fā)射個(gè)數(shù)和累積能量也更多。（3）以鋼纖維體積分?jǐn)?shù)為變量,在有限元程序中建立了動(dòng)態(tài)沖擊壓縮作用下鋼纖維增強(qiáng)水泥基材料數(shù)值模型,研究了纖維摻量的變化對(duì)試件力學(xué)性能的影響及纖維增強(qiáng)阻裂機(jī)制。數(shù)值模擬計(jì)
4、算結(jié)果表明,隨纖維摻量的增加,鋼纖維水泥基材料抗壓強(qiáng)度有一定提升,裂紋萌發(fā)較少,且裂紋在擴(kuò)展過(guò)程中,表現(xiàn)出三種不同模式（即裂紋擴(kuò)展方向發(fā)生改變;裂紋穿過(guò)纖維;裂紋終止擴(kuò)展）,說(shuō)明了纖維對(duì)基體材料增強(qiáng)阻裂的作用。
