混凝土三点弯曲试件破坏过程的数值模拟

根据混凝土试件三点弯曲试验的物理模型，用MFPA数值模拟软件分别对砂浆和混凝土的三点弯曲试件的破坏全过程进行模拟．给出两个试件的载荷与加载点位移关系曲线，并进行了对比分析．

三点弯曲试件混凝土K_(IC)尺寸效应公式的修正

混凝土裂缝前缘存在断裂过程区,以往研究混凝土断裂韧度KIC尺寸效应时未考虑断裂过程区的影响.为此,基于Weibull脆性破坏统计理论,在考虑混凝土裂缝亚临界扩展条件的基础上对三点弯曲试件混凝土KIC尺寸效应换算公式进行了修正,并通过一组试验数据得到了便于工程应用的KIC尺寸效应换算公式的近似表达式.

用侧切三点弯曲试件直接测定延性材料K_(1C)的试验方法

通过大量试验证明,侧切三点弯曲试件是直接测定中、低强度钢K_(1C)值的一种理想试件,并给出试件及侧切尺寸要求。

三点弯曲试件塑性转动因子的试验研究

通过试验及理论分析，讨论了屈服强度对三点弯曲试件塑性转动因子的影响．试验结果表明：随着屈服强度的增加，塑性转动因子增大．

测量δ_c的侧切三点弯曲试件两点位移法

本文提出的测量δ_c 的三点弯曲试件两点位移法,通过一次试验,可同时获得δ_c 和 r 两个值,具有临界点清楚、操作简便、精度高等优点.

环形尖切口圆柱四点弯曲试件K_(IC)测量法

提出了一种环形尖切口圆柱四点弯曲试件KIC测量法。该方法能用小试件在脆断条件下直接测定延性材料KIC值。具有简便、精确和经济的显著特点 。

三点弯曲试件边裂纹应力强度因子计算及近似公式

运用边界配位法计算试件在三点弯曲情况下,不同尺寸、不同角度的偏斜边裂纹应力强度因子 K_Ⅰ、K_Ⅱ。根据所取得的数据拟合了 K_1、K_L 的近似计算公式。对工程应用有一定的参考价值。

浅裂纹三点弯曲试件的静水应力σ_H

通过对滑移线场分析，得出静水应力与ω，β的简单关系式．根据三维有限元计算结果，得出了裂尖处静水应力分布情况，分析了影响浅裂纹静水应力减小的原因，并验证了滑移线场分析中提出关于β和ω论点的合理性．

浅裂纹三点弯曲试件弹塑性断裂参数J和δ的研究

研究了浅裂纹三点弯曲试件断裂参数Ｊ和δ的关系，并提出了浅裂纹δ值减小因子ｍ的计算式。此外，根据实验与三维有限元计算的结果，对浅裂纹的Ｊ、δ值及ｍ值进行了分析。

由四点弯曲试件确定混凝土的断裂与强度参数

提出了采用四点弯曲试件确定混凝土的断裂参数与强度参数的理论模型与具体应用方法.建立了四点弯曲条件下混凝土试件名义强度的表达式.研究了不同虚拟裂缝扩展长度取值对断裂与强度参数确定结果的影响规律.分析结果表明:仅需采用小尺寸四点弯曲试件的峰值荷载,即可同时确定混凝土无尺寸效应的断裂韧度与拉伸强度.通过不同学者的试验验证,证明了所提模型与方法的合理性与可靠性.研究为混凝土真实材料参数的合理确定提供了新思路.

三点弯曲试件DSIF近似计算几种模型的比较

在目前的材料动态起裂韧性实验测试中，一般采用三点弯曲试件，并用试件裂纹起裂时的动态应力强度因子（DSIF）K1值表征材料的动态起裂韧性。但是，迄今为止，还没有较好的近似分析方法计算冲击加载下试件的DSIF以及准确判定试件的起裂时间，因此，也没有建立统一的标准测试材料的动态起裂韧性。

弯曲木材试件尺寸稳定性与陈放时间的关系

研究了不同软化工艺条件下,弯曲木材试件的尺寸稳定性与陈放时间的关系。试验结果表明:不同的软化工艺条件对应不同的陈放时间。在软化条件Ⅰ下,陈放时间为4h,试件获得比较好的尺寸稳定性;在软化条件Ⅱ下,6h为一个相对合适的陈放时间;在软化条件Ⅲ下,试件在陈放6h之后,能达到比较好的效果。

偏三点弯曲岩石试件中裂纹扩展过程的数值模拟

运用RFPA2D数值模拟方法 ,对偏三点弯曲岩石试样中裂纹的扩展路径进行了数值模拟·数值模拟结果表明 :在加载过程中裂纹有失稳扩展过程 ;当预裂纹远离试件中心线时 ,裂纹的初裂纹角θc 和峰值荷载增加 ,裂纹的失稳过程也更加明显·裂纹的扩展路径总体上遵循一定的规律 ,但由于岩石材料性质的非均匀性 。

砼非标准三点弯曲梁试件双K断裂参数

采用跨高比为 2 5的非标准三点弯曲梁试件 ,利用在试验中测得的最大荷载Pmax及对应的裂缝口张开位移CMODc,根据渐近线性叠加假设 ,求得了砼裂缝亚临界扩展量Δac。在此基础上 ,采用虚拟裂缝模型计算了不同初始缝长、不同试件高度的砼非标准三点弯曲梁试件的起裂断裂韧度KiniⅠC、失稳断裂韧度KunⅠC及临界裂缝尖端张开位移CTODc。计算结果表明 ,砼KunⅠC与试件高度及初始缝高比无关 ;而KiniⅠC在初始缝高比a0 /h =0 3～ 0 5内 ,也是一稳定的常数且与试件高度无关。这说明砼双K断裂参数可以作为砼的材料常数。

基于RA-AF特征的橡胶自密实混凝土裂缝扩展研究

为探究橡胶自密实混凝土断裂扩展模式,结合声发射RA-AF特征和高斯混合模型(GMM),利用带预制裂缝的半圆盘弯曲试件进行三点弯曲试验,选取橡胶掺量(0%、10%、20%、30%)及跨径比(0.45、0.54、0.72)为试验变量,分析橡胶自密实混凝土裂缝开展种类及变化规律。结果表明:橡胶掺量为20%时,橡胶自密实混凝土表现出较好的工作性能;橡胶掺量增加,拉伸断裂声发射事件占比增大,说明裂缝向Ⅰ型拉伸裂缝发展,并且裂缝发展具有连续的特点;增大跨径比会导致试件承载能力下降,但相同加载阶段其损伤程度逐渐降低,试件内部的断裂模式发生变化,跨径比为0.54时试件表现出较好的工作性能;GMM法显示,拉伸裂缝与剪切裂缝并非简单地以直线作为分界,而是在某些区域内共同存在,GMM法能更为合理地表述不同工况下拉伸断裂事件与剪切断裂事件发生比例的变化规律。

砂岩半圆盘弯曲的复合型断裂性质及准则研究

针对裂纹倾斜角度β这一几何参数对砂岩半圆盘试件复合型断裂性质的影响,采用含边缘裂纹的四川黑砂岩半圆盘试件(SCB试件)进行三点弯曲试验,结合有限元数值模拟软件ABAQUS计算复合型断裂韧度,并将最终结果与已提出的多个断裂准则进行比较,得出适用于黑砂岩复合型断裂的断裂准则。结果表明:随着裂纹倾斜角度β增加,Ⅰ型断裂与Ⅱ型断裂的复合度即二者所占比例发生变化,Ⅰ型断裂所占比例逐渐减小,应力强度因子KⅠ逐渐减小,同时Ⅱ型断裂所占比例逐渐增大,应力强度因子KⅡ和T应力逐渐增加;黑砂岩复合型断裂试验结果与改进的R准则最为吻合,验证了改进的R准则在黑砂岩半圆盘弯曲试验中的准确性和可靠性。

聚乙烯醇纤维混凝土动态断裂过程试验研究

为探究纤维体积掺量对聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVA-ECC)断裂过程的影响,基于50 mm的分离式霍普金森压杆(SHPB)装置对不同纤维体积掺量(0%、0.75%、1.50%、2.25%、3.00%)的PVA-ECC中心切槽半圆盘弯曲(NSCB)试件进行冲击试验,同时结合超高速数字图像(DIC)相关试验系统对PVA-ECC材料的动态断裂过程进行试验研究,得到了预制裂纹尖端张开位移的变化规律以及各组试件的临界裂缝尖端张开位移(CTODC)。结果表明,当不添加PVA纤维或添加较少(小于1.50%)时,裂尖宏观裂纹基本出现在裂尖荷载的峰值时刻处,而随着PVA纤维掺量的增加,裂尖宏观裂纹的出现显著早于裂尖荷载的峰值时刻,并且纤维体积掺量越大,裂尖宏观裂纹出现得越早,裂纹扩展至完全断裂的时间也显著增加。添加聚乙烯醇纤维可以显著提高混凝土试件的CTODC值,提高试件的阻裂能力,相同冲击荷载下,体积掺量为2.25%的聚乙烯醇纤维试件具有较大的CTODC值。

混凝土断裂参数计算方法研究

提出利用五阶权函数计算粘聚力断裂韧度K_(I)^(C)的计算公式,并考虑到位移加载时裂缝扩展过程中的峰值荷载对应于外荷载的极大值这一特性,进而建立了只需代入峰值荷载P_(max)后便可求得混凝土双K断裂参数的解析计算模型。然后,利用本模型计算与文献中报道的试验值进行比较,结果表明,利用本模型计算的理论值与试验值吻合良好,最大误差不超过8%。

钢纤维体积率对高强混凝土断裂性能的影响

通过对相对切口深度为0.2、0.3、0.40、.5的钢纤维高强混凝土三点弯曲试验,研究钢纤维体积率对高强混凝土断裂性能的影响。结果表明:在相对切口深度为0.20、.3、0.4、0.5的条件下,随着钢纤维体积率的增大,钢纤维高强混凝土断裂韧度和断裂能均显著增加。通过对试验结果的统计分析,分别建立断裂韧度、断裂能与劈拉强度之间的关系式。

裂纹端约束效应与18G2A钢J_R曲线可转移性

采用有限元和J-A2方法对18G2A钢进行弹塑性断裂分析。通过引入一修正因子使J-A2的控制区进一步扩大,得到的结果与有限元分析结果相当吻合。在计算各单边缺口弯曲试件裂纹端的应力场后,得到了不同深浅裂纹的约束参数A2。同时,为了将实验得到的18G2A钢的JR曲线应用于实际裂纹构件,建立了JR曲线与约束参数A2之间的关系,给出了与约束参数A2相关的JR曲线族的表达式。由此预测的JR曲线与实验数据吻合较好,具有较好的工程应用价值。