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纤维增强水泥基复合材料的出现很好地解决了水泥基复合材料的抗裂性能差、抗拉强度低的缺点,特别是聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(Polyvinyl alcohol(PVA)fibers reinforced cementitious composite,简称PVAFRCC)由于具有拉伸应变硬化、极限拉应变大和多裂缝开展等优点,使其拥有广泛应用前景,但含有单一纤维的水泥基复合材料的性能还有进一步改善的空间,掺入一定含量的钢纤维能够改善PVAFRCC材料的抗冲击性能,提高抗压和抗拉强度。当前对于这种性能优越的复合材料的动力性能的研究还比较缺乏。本文的主要工作是对PVA纤维增强水泥基复合材料(PVAFRCC)和PVA/钢混合纤维增强水泥基复合材料(HFRCC)进行了霍普金森杆(Split Hopkinson Pressure Bar简称SHPB)冲击压缩和劈裂试验,对两种材料的动态力学性能进行了深入的试验研究,在此基础上提出适合该材料的动态本构模型,并对其进行有限元模拟的二次开发,最后通过数值模拟分析该材料在动力荷载下的动态性能,主要内容包括以下几个方面:1.阐述了PVAFRCC材料的设计原理,在现有纤维桥接模型的基础上,结合纤维拉拔模型的试验结果,对PVAFRCC材料的纤维桥接模型进行了改进,改进后的纤维桥接模型能更好预测复合材料的开裂强度和极限强度。通过叠加原理得到了HFRCC材料的纤维桥接模型,并推导了其开裂强度的计算表达式,探讨了混合纤维的临界体积掺量。2.对PVAFRCC和HFRCC材料进行了动态压缩和劈裂试验,得到了动态压缩应力-应变曲线和动态劈拉应力时程曲线,对抗压强度、峰值应变、韧性指标、劈拉强度、能量耗散和破坏形态等进行了分析,钢纤维很好地提高了动态抗压和劈拉强度,而PVA纤维则增大了材料的压缩峰值应变,不同纤维相对含量对材料的韧性指标和能量耗散有着不同程度的影响。3.基于试验结果,并结合相关文献数据建立了PVAFRCC和HFRCC材料的动态强度增长因子(DIF)、动态应变增长因子(DEIF)和动态劈拉强度增长因子(DTIF)与应变率之间的函数关系。通过对PVAFRCC和HFRCC材料的动态压缩强度、压缩峰值应变和应力-应变曲线的分析,对HJC模型进行了改进,得到了适用于该材料的动态压缩模型。通过对PVAFRCC和HFRCC材料的动态劈拉强度和能量耗散进行分析,在静态拉伸应力-应变曲线的基础上,加入应变率效应的影响从而得到PVAFRCC和HFRCC材料的动态拉伸本构模型。4.通过LS-DYNA有限元软件对PVAFRCC和HFRCC材料的动态压缩和动态拉伸本构模型进行二次开发,并以算例验证了动态本构模型的正确性和有效性。5.运用本文二次开发所得的材料模型对侵彻和低速冲击问题进行了数值模拟,对靶板的侵彻深度、侵彻速度时程曲线和破坏现象进行了分析,并探讨了低速撞击次数、撞击板的挠度以及其破坏形态,研究了PVAFRCC和HFRCC材料的抗冲击性能。