定向钢纤维增强水泥基复合材料断裂细观数值模拟
卿龙邦
杨子美
慕儒
张金鑫
籍晓凯
河北工业大学 土木与交通学院, 天津 300401
摘要：采用随机生成算法投放钢纤维,建立了随机乱向、定向钢纤维增强水泥基复合材料(SFRC、ASFRC)三点弯曲梁细观有限元数值模型,计算了不同纤维掺量下SFRC试件和ASFRC试件加载断裂的全过程,分析了三点弯曲梁开裂截面处的纤维应力,研究了定向钢纤维的细观增强机理.结果表明:SFRC试件和ASFRC试件荷载-裂缝张开口位移全曲线的模拟值与试验值符合较好,峰值荷载的误差在10％以内;SFRC试件和ASFRC试件的峰值荷载与纤维合力的最大值均随着纤维掺量的增加而增大,当纤维掺量为0.8％、1.2％、2.0％时,ASFRC试件的峰值荷载较SFRC试件提高了75％、111％、141％,纤维合力的最大值较SFRC试件增大了202％、144％、127％;定向钢纤维可以有效改善水泥基复合材料的断裂性能,显著提高钢纤维的利用率,延缓裂缝的扩展.
关键词：钢纤维水泥基复合材料细观数值模拟等效应力-应变关系增强机理
分类号：TB332(工程材料学)
资助基金：国家自然科学基金(52022027)国家自然科学基金(52078180)河北省自然科学基金资助项目(E2022202141)河北省自然科学基金资助项目(E2020202151)河北省高等学校科学技术研究重点项目(ZD2019072)河北省高等学校科学技术研究重点项目(ZD2020190)
论文发表日期：2023-02-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 111-121 )
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