研究具有高強(qiáng)度和良好吸能消波效果的新型復(fù)合防護(hù)材料及其在防護(hù)工程中的應(yīng)用有著重要的理論學(xué)術(shù)價值和工程應(yīng)用價值。本文首先開展了鋼纖維混凝土復(fù)合材料的動靜態(tài)力學(xué)試驗(yàn)并提出了其分段式含損傷的準(zhǔn)靜態(tài)本構(gòu)關(guān)系和非線性粘塑性動態(tài)本構(gòu)關(guān)系;然后,重點(diǎn)制備了新型的空殼顆粒復(fù)合材料,并完成了其作為防護(hù)工程分配層的化爆試驗(yàn)及其數(shù)值模擬和分析等工作,提出了空殼顆粒復(fù)合材料的三維Kelvin-Maxwell雙粘性系數(shù)等效本構(gòu)模型,并通過對比數(shù)值模擬結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果的應(yīng)力時程曲線、峰值應(yīng)力和應(yīng)力脈寬,從而優(yōu)選確定了等效本構(gòu)中的材料參數(shù);同時,將空殼顆粒復(fù)合材料新形式的雙粘性系數(shù)等效本構(gòu)模型應(yīng)用于防護(hù)結(jié)構(gòu)數(shù)值計(jì)算中,研究了防護(hù)結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)和損傷破壞效應(yīng)。本文主要內(nèi)容和創(chuàng)新成果包括:利用巖石三軸應(yīng)力試驗(yàn)機(jī),開展了鋼纖維混凝土準(zhǔn)靜態(tài)試驗(yàn)研究,得到較低應(yīng)變率下、不同鋼纖維含量的材料應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線;從試驗(yàn)曲線出發(fā),將應(yīng)變和鋼纖維含量作為二個獨(dú)立的因子,提出了一種物理概念較為清晰,擬合過程較為便捷的鋼纖維混凝土的新型分段式含損傷的準(zhǔn)靜態(tài)本構(gòu)關(guān)系;并通過對不同鋼纖維含量混凝土試驗(yàn)曲線的擬合,得到了相應(yīng)的材料參數(shù)。研究結(jié)果表... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：116 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖２．１電液伺服巖石三軸應(yīng)力試驗(yàn)機(jī)??

以巖石三軸應(yīng)力試驗(yàn)為基礎(chǔ)，外荷載加載速率通過位移控制的方式，??保證在恒應(yīng)變率條件下，開展了一系列不同鋼纖維含量的混凝土材料??試驗(yàn)。不同鋼纖維含量下的應(yīng)力－應(yīng)變曲線如圖２．２所示，從圖中可知，鋼纖維含??量對應(yīng)力和應(yīng)變產(chǎn)生影響，除個別試驗(yàn)結(jié)果離散外，一般都隨著鋼纖維含量的增??加而增大，材料峰值應(yīng)力隨著鋼纖維含量的增加而提高，而材料的彈性模量則基??本不隨鋼纖維含量的變化而改變。??鋼纖維混凝土的試驗(yàn)曲線揭示了材料受壓損傷破壞的基本特征：應(yīng)力－應(yīng)變??曲線的線彈性階段和非線性階段，應(yīng)力－應(yīng)變曲線呈現(xiàn)非線性是由于材料生成裂??紋并發(fā)展，材料隨之損傷，達(dá)到峰值應(yīng)力后裂紋不穩(wěn)定擴(kuò)展，損傷的演化發(fā)展使??材料產(chǎn)生應(yīng)力的應(yīng)變軟化效應(yīng)，由試驗(yàn)曲線可知，鋼纖維含量是影響材料損傷演??化發(fā)展的主要因素。相對素混凝土而言，鋼纖維混凝土材料的峰值應(yīng)力和極限應(yīng)??變都大幅提高，進(jìn)而說明了鋼纖維有增強(qiáng)和增初效果。??８０?－？?ｊ?■?１０％??．?－＾－０．７５％??７０－?ｆＶ、?－Ａ－１．５％??卜

鋼纖維混凝土動態(tài)力學(xué)性能研宄??３．２?ＳＨＰＢ試驗(yàn)設(shè)備及試驗(yàn)技術(shù)?＇??如圖３．１所示ＳＨＰＢ試驗(yàn)設(shè)備，常見的ＳＨＰＢ壓桿測試系統(tǒng)主要有：子彈、??入射桿、透射桿、阻尼吸收桿和信號采集示波器組成。其中，由高強(qiáng)度合金鋼制??成的入射桿和透射桿可以保證桿體在試驗(yàn)過程中是彈性變形，為了獲得較理想的??試驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)該在試驗(yàn)前知曉桿材的密度、彈性模量、波速等材料參數(shù)。由于試??驗(yàn)要求的限制，對于鋼纖維混凝土這種粗骨料試件，為了克服或減少試件尺寸的??影響，防止應(yīng)力的不均勻和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的離散，需采用大口徑ＳＨＰＢ試驗(yàn)系統(tǒng)，本??文試驗(yàn)采用炮兵學(xué)院先進(jìn)材料動力學(xué)試驗(yàn)室〇７５ｍｍ的ＳＨＰＢ試驗(yàn)系統(tǒng)完成，如??圖３．?１所示。??！?—?——ｍｒｕ??ＳｓｒａｓＢ?ｉｓ？｜Ｍｎ?ｍｃ？８ｏ？＊ｓｊ＞ｒ?Ｃｓｓｓｉｘｍ??圖３．１?ＳＨＰＢ試驗(yàn)設(shè)備和示意圖??試驗(yàn)前一定要通過支座調(diào)整入射桿和透射桿的高度，保證兩桿水平且同軸。??將試件端面打磨平整涂上凡士林后夾于入射桿和透射桿之間

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3064768