[建筑]混杂纤维混凝土冲击压缩性能SHPB应变率效应论文

1、 混杂纤维混凝土论文：混杂纤维混凝土动态压缩性能研究【中文摘要】混杂纤维混凝土(HFRC)是将两种或两种以上不同性能、不同尺寸的纤维掺入混凝土基体之中形成的一种高性能复合混凝土材料。纤维混凝土以其良好的力学性能和耐久性受到工程界的普遍重视,目前钢纤维混凝土(SFRC)等材料在高速公路、防护结构及机场跑道等方面已经有了广泛的应用。作为对单掺钢纤维混凝土材料的改进,钢聚丙烯混杂纤维混凝土材料在上述结构中是否具有更好的应用价值,是否能在爆炸及冲击荷载作用下表现出更为优越的力学性能,这就成为一个需要探讨和研究的内容。本文通过采用试验研究与有限元数值模拟相结合的方法,对HFRC材料的动态压缩性能以及应变

2、率效应的产生机理进行了深入的研究,所得到的结论为HFRC材料在冲击荷载作用下的力学性能提供了试验及理论依据,有助于其在今后实际工程中的进一步应用。全文主要的研究工作和取得的成果如下：第一,在立方体抗压试验的基础上,研究了HFRC以及SFRC的静态抗压性能。结果表明二者的静态抗压强度差别不大,前者的破坏形态好于后者,碎裂和脱皮情况较轻。第二,采用74mm分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,对HFRC及SFRC材料进行了四种应变率(21s-1,43s-1,65.【英文摘要】Hybrid fiber reinforced concrete (HFRC) is a kind of high-perfo

3、rmance composite concrete, which is made by mixing two or more different performance and different size fiber into the concrete matrix. Engineering industries draw attention to the perfect mechanical properties and durability of fiber reinforced concrete. And the steel fiber reinforced concrete (SFR

4、C) has been used in highway pavement, protective structure, airport runway and many other fields. As being the improvement of SFRC, it is worth to di.【关键词】混杂纤维混凝土 冲击压缩性能 SHPB 应变率效应【英文关键词】hybrid fiber reinforced concrete impact compression property SHPB effect of strain rate【目录】混杂纤维混凝土动态压缩性能研究 中文摘要 4

5、-5 Abstract 5-6 第1章 绪论 9-17 1.1. 课题背景 9 1.2. 混杂纤维混凝土的研究进展 9-121.2.1 钢纤维混凝土的研究进展 10 1.2.2 合成纤维混凝土的研究进展 10-11 1.2.3 混杂纤维混凝土的研究进展 11-12 1.3 混凝土材料动态力学性能的研究进展 12-15 1.3.1 应变率对强度的影响 13-14 1.3.2 应变率对变形性能的影响 14-15 1.3.3 对应变率效应的解释 15 1.4 本文的研究目的和研究内容 15-17 第2章 动态压缩性能试验设计 17-31 2.1 试样设计 17-20 2.1.1 试验依据 17 2.

6、1.2 试验原材料及配合比 17-19 2.1.3 试样种类及数量 19-20 2.1.4 试样制备 20 2.2 静态压缩试验 20-22 2.2.1 试验方法 21 2.2.2 数据处理 21-22 2.3 SHPB试验 22-29 2.3.1 霍普金森压杆技术 22-23 2.3.2 试验装置 23-26 2.3.3 试验原理 26 2.3.4 试验方法 26-27 2.3.5 试验需注意的问题及改进 27-28 2.3.6 数据处理 28-29 2.4 本章小结 29-31 第3章 动态压缩性能试验结果及分析 31-44 3.1 静态抗压试验结果及分析 31-32 3.2 SHPB试验

7、结果 32-36 3.3 试验分析 36-43 3.3.1 抗压强度与应变率的关系 36-37 3.3.2 峰值应变与应变率的关系 37-38 3.3.3 峰值韧度与应变率的关系 38-39 3.3.4 破坏形态与应变率的关系 39-41 3.3.5 混杂纤维混凝土与钢纤维混凝土动态抗压性能比较 41-42 3.3.6 应变率效应产生机理分析 42-43 3.4 本章小结 43-44 第4章 SHPB试验数值模拟 44-63 4.1 数值模拟平台 44-46 4.1.1 ANSYS/LS-DYNA简介 44-454.1.2 ANSYS/LS-DYNA求解步骤 45-46 4.2 有限元模型 46-534.2.1 单元类型与参数选取 46-47 4.2.2 材料模型 47-50 4.2.3 几何模型及网格划分 50-52 4.2.4 接触类型 52-53 4.3 模拟结果及分析 53-61 4.3.1 数值模拟精度分析 53-57 4.3.2 应力应变曲线重