起始点逐层等角度移动时3D打印混凝土圆管可连续打印高度

为研究3D打印混凝土圆管可连续打印高度随打印路径等参数变化的规律,开展了打印条带质量测试研究,确定了合适的混凝土材料配合比及打印速度;通过无侧限单轴抗压试验和直接剪切试验,研究了早龄期3D打印混凝土本构模型;设计了起始点沿周向逐层等角度移动时圆管的4种打印方案,完成了圆管连续打印高度的试验研究;采用生死单元法对打印过程中圆管的受力进行了有限元模拟。结果表明:建立的基于摩尔库伦屈服准则的早龄期3D打印混凝土本构模型与试验数据吻合较好;采用120°等角度移动方案的圆管可连续打印层数最多,为24层,较起始点不移动的方案提高了50%;提出的考虑每层条带结合处薄弱特性的有限元建模方法较为准确,模拟得到的圆管变形、失效模式等结果与试验结果吻合较好,可连续打印层数的模拟相对误差在10%以内。