定向钢纤维增强水泥基复合材料断裂细观数值模拟

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

所属期刊栏目：26

分类号：TB332(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;河北省自然科学基金资助项目;河北省自然科学基金资助项目;河北省高等学校科学技术研究重点项目;河北省高等学校科学技术研究重点项目

在线出版日期：2023-03-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：111-121