双材料梁界面力学模型及其在FRP-混凝土界面断裂研究中的应用

被引量 : 18次 | 上传用户:guizhicheng
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着复合材料在土木工程中的应用,传统材料和复合材料的界面断裂问题成为研究的重点。 切口梁常用于双材料界面断裂分析。本文基于多亚层梁界面变形理论,建立了多亚层柔性节点模型,并用于分析末端切口四点弯试件(Four-point Bending End-Notched Flexure Specimen,简称4ENF),得到了界面应力、梁的变形以及能量释放率的解析表达式。该模型与其他节点模型对比表明:刚性节点模型由于忽略了裂纹尖端变形,只能对4ENF变形作出近似估计,而不能反映界面应力;半刚性节点模型部分考虑了裂纹尖端变形(界面的相对转角),对4ENF变形的估计精度较刚性节点模型高,但依然未反映裂纹尖端的应力集中特性;多亚层柔性节点模型由于详尽考虑了裂纹尖端变形,其界面应力和变形分析的结果与有限元吻合很好。三种节点模型的不同精度说明了裂纹尖端变形对双材料界面断裂分析的影响。 其次,本文基于Timoshenko梁理论,考虑了剪切变形和裂纹尖端变形的影响,对双参数弹性地基上的4ENF的Ⅱ型断裂进行了分析,得到了4ENF的柔度和能量释放率的解析式,柔度与裂纹长度成正比。与有限元分析结果对照表明:该模型能有效用于计算柔度、柔度变化率,且能量释放率与裂纹长度无关,因而4ENF的Ⅱ型断裂试验无需测量裂纹的扩展长度,根据临界荷载可求临界能量释放率,从而大大简化了试验手段。 本文还将双线性粘聚模型用于Ⅰ型中间切口三点弯梁(3PBB)和Ⅱ型FRP-混凝土4ENF的界面分析。在3PBB粘聚模型的研究中,将界面损伤粘聚模型与混凝土的拉伸塑性损伤模型相结合,通过有限元参数分析,得到了界面粘聚能、粘聚强度、混凝土强度、混凝土断裂能之间的关系以及3PBB的界面破坏特征。在4ENF粘聚模型的研究中,FRP和混凝土视为弹性材料,界面的剪切应力和裂纹剪切位移服从双线性粘聚法则,基于经典的Euler-Bernoulli梁理论,得到界面破坏不同阶段(即弹性阶段、弹性-软化阶段、弹性-软化-脱粘阶段)梁的界面剪应力及变形的解析解,为全方位理解4ENF的断裂过程提供了理论依据。 最后,本文对FRP-混凝土4ENF进行了试验研究。FRP-混凝土梁底贴有铝板,调整混凝土和铝板的相对厚度可获得纯Ⅱ型和混合型断裂加载条件。通过测量临界荷载,根据4ENF弹性地基梁模型和多亚层柔性节点模型可得到临界应变能量释放率。试验表明,
其他文献
当前,单片机被广泛应用于工业控制、仪器仪表以及智能家电等领域。单片机因采用超大规模集成电路技术,因此其具有体积小、成本低、性能强大的优势,在工业控制中可以实现精准
钢琴,作为乐器之王,由于具有宽广的音域,被广泛地用于伴奏。而钢琴伴奏,由于其具有和声性、多声性、复调性的特点,被广泛地用于声乐教学。本文从钢琴伴奏的特点,钢琴伴奏的作
目前高校互联网专线一般仅通过一条光缆链路连接至运营商的IP城域网业务路由器,这种组网方案存在安全可靠性低、故障处理时效性低、可扩展性差等问题。为解决这些问题,本文提
教师专业发展已经成为国际教师职业发展的重要趋势。我国新一轮基础教育课程改革更对教师专业发展提出了新的挑战。这要求我们的教师必须适应课程改革的要求,全面提升素质,实现
本文分析了白山市万隆牧业有限公司可再生能源项目的可行性,对项目的背景、项目的来源、公司的背景及业务进行了详尽的介绍。从项目建设目标、工艺技术方案、技术创新点、项
<正>在多年的教育管理实践中我一直在思考,我们靠什么去实现真正的优质教育?靠什么去打造特色学校?是靠投入,靠校长先进的教育思想和理念,靠教育科研,靠教育管理……思来想去
<正>案例背景:"认识钟表"是义务教育课程标准人教版教材一年级上册第84到85页的内容,我们教学的对象是上学才几个月的一年级学生,这一课是学生第一次正式系统地接触到有关时
会议
AlMgSi(Cu)合金是中等强度的铝合金,由于其优良的综合性能,近年来在工业领域(如汽车行业上)应用越来越广泛。它属于热处理可强化合金,合金的性能(如硬度)与微观组织结构尤其
低温贮藏是延缓园艺产品采后成熟、抑制病原菌生长和保持品质的常规方法。然而,许多园艺产品对低温(一般低于10 oC~12 oC)相当敏感,如果贮藏温度过低,就易产生冷害,降低其商