鋼纖維混凝土(SFRC)是在普通混凝土中摻入亂相分布的鋼纖維而形成的一種高強度水泥基復(fù)合材料。其具有抗壓強度高、耐久性好、抗沖擊性強等優(yōu)點,從而被廣泛應(yīng)用于軍事防護等領(lǐng)域。因此,開展SFRC的靜動態(tài)力學性能研究,得到其在不同載荷作用下的響應(yīng)特性,為結(jié)構(gòu)設(shè)計和數(shù)值模擬提供必要的本構(gòu)模型和材料參數(shù),具有重要的學術(shù)意義和工程價值。本文首先對三種纖維含量的SFRC開展了雙面剪切試驗和MTS準靜態(tài)壓縮試驗,得到了材料的基本力學參數(shù)和不同工況下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。結(jié)合試件破壞形態(tài),對SFRC的抗剪性能和增韌增強機理進行了討論。在Carreira和Chu對普通混凝土所提本構(gòu)模型的基礎(chǔ)上,通過引入纖維增強項,得到了修正的SFRC準靜態(tài)本構(gòu)方程。其次,對SFRC開展了SHPB常溫動態(tài)壓縮試驗。采用波形整形技術(shù)實現(xiàn)了試件在中高應(yīng)變率下的恒應(yīng)變率加載,并得到恒應(yīng)變率與算數(shù)平均應(yīng)變率之間具有1.35倍的線性轉(zhuǎn)化關(guān)系�；诘刃�(yīng)變假定原理,通過引入應(yīng)變率增強因子、纖維增強因子和Weibull分布形式的損傷演化方程,得到了SFRC的一種含損傷率型動態(tài)本構(gòu)方程。然后,對SFRC開展了200℃和400℃下的高溫SHPB...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 混凝土靜動態(tài)力學性能研究現(xiàn)狀
        1.2.1 混凝土準靜態(tài)力學性能研究簡述
        1.2.2 混凝土動態(tài)力學性能研究簡述
    1.3 混凝土溫度效應(yīng)研究現(xiàn)狀
    1.4 混凝土本構(gòu)模型研究現(xiàn)狀
        1.4.1 經(jīng)驗型本構(gòu)模型
        1.4.2 彈性本構(gòu)模型
        1.4.3 粘彈性本構(gòu)模型
        1.4.4 粘塑性本構(gòu)模型
        1.4.5 含損傷本構(gòu)模型
    1.5 混凝土數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
    1.6 本文主要研究內(nèi)容
2 鋼纖維混凝土靜態(tài)力學性能研究
    2.1 引言
    2.2 鋼纖維混凝土試件制備
        2.2.1 原材料
        2.2.2 配合比設(shè)計
        2.2.3 試件制備
    2.3 鋼纖維混凝土雙面剪切試驗
        2.3.1 試驗裝置
        2.3.2 試驗方法
        2.3.3 試驗結(jié)果與分析
    2.4 鋼纖維混凝土MTS準靜態(tài)壓縮試驗
        2.4.1 試驗裝置
        2.4.2 試驗結(jié)果與分析
            2.4.2.1 鋼纖維混凝土的增強效應(yīng)
            2.4.2.2 鋼纖維混凝土的增韌效應(yīng)
    2.5 鋼纖維混凝土靜力學本構(gòu)方程的建立
    2.6 本章小結(jié)
3 鋼纖維混凝土動態(tài)力學性能研究
    3.1 引言
    3.2 鋼纖維混凝土SHPB試驗
        3.2.1 試驗裝置
        3.2.2 試驗原理
        3.2.3 恒應(yīng)變率加載的實現(xiàn)及應(yīng)變率的確定
    3.3 試驗結(jié)果與分析
    3.4 含損傷的率型動態(tài)本構(gòu)方程的建立
    3.5 本章小結(jié)
4 鋼纖維混凝土溫度效應(yīng)的初步探索
    4.1 引言
    4.2 鋼纖維混凝土SHPB高溫試驗
        4.2.1 試件制備
        4.2.2 試驗裝置
    4.3 試驗結(jié)果與分析
    4.4 本章小結(jié)
5 鋼纖維混凝土在沖擊作用下的數(shù)值模擬研究
    5.1 引言
    5.2 無網(wǎng)格光滑粒子法
        5.2.1 函數(shù)的核估計
        5.2.2 函數(shù)導(dǎo)數(shù)的核估計
        5.2.3 粒子近似
        5.2.4 連續(xù)介質(zhì)力學守恒方程組的SPH離散
        5.2.5 時間步長
        5.2.6 本構(gòu)關(guān)系的嵌入
        5.2.7 計算流程
    5.3 鋼纖維混凝土相關(guān)試驗的SPH數(shù)值模擬
        5.3.1 混凝土的平板撞擊試驗
        5.3.2 普通混凝土平板撞擊試驗的SPH數(shù)值模擬
        5.3.3 鋼纖維混凝土SHPB試驗的SPH數(shù)值模擬
    5.4 本章小結(jié)
6 全文總結(jié)和展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻
附錄



本文編號：3772627