重組竹材損傷斷裂行為研究.pdf

1、竹材是一種綠色天然的可再生資源，具有成材快、地域分布廣、產(chǎn)量大等特點，在建設領域具備極大的發(fā)展?jié)摿Γ亟M竹是將原竹重新組織強化的新型復合材料，經(jīng)削絲、破碎、洗滌、干燥、浸膠、冷軋熱軋制成板、梁、柱等結構。
　　本文對重組竹的成分、比例關系及生產(chǎn)過程中的影響因素進行歸納總結，以某工程用重組竹為原料制作試件并分組標記然后置于不同溫濕度環(huán)境中養(yǎng)護測試。進行抗拉、抗壓、三點彎曲試驗以獲取材料特性，抗拉曲線表現(xiàn)為線性上升、垂直下降呈脆性破壞

2、，彈性峰值為極限強度等于68.5Mpa，抗壓曲線表現(xiàn)為線性上升、彈塑性上升、屈服穩(wěn)定呈塑性破壞，屈服流幅中某點為極限強度等于53.1Mpa，抗壓模量約為抗壓模量的2.5倍，泊松比為0.3，斷裂臨界條件荷載為5660.571Mpa。
　　重組竹其結構內部離散分布著大量微裂紋和層間空隙，這些初始損傷經(jīng)沿襲貫通形成肉眼可見的宏觀裂縫，脫膠分層是最典型的破壞形式。選擇線性疊加工程判據(jù)為斷裂準則，以最大周向應力理論為擴展方向，基于試驗結論對

3、三點彎曲試驗進行有限元模擬，計算得到Ⅰ型斷裂韌度76.545Mpa·mm1/2，由美國規(guī)范ASTME399-72得到公式解83.9Mpa·mm1/2，查詢中國鋼院斷裂表得到24.1Mpa·mm1/2，數(shù)值解與解析解較為吻合，二維環(huán)境中Ⅰ、Ⅱ應力因子可通過公式轉化，最終線性疊加得到工程判據(jù)138.586Mpa·mm1/2。
　　本文總結梳理了復合材料斷裂損傷領域理論并細致研究有限元方法的計算原理和命令程序，借助大型通用有限元軟件An

4、sys對等大反對稱作用力下二維混合模式的變化及初始損傷的穩(wěn)定、開裂、擴展狀態(tài)進行逐步分析，數(shù)值模型基于試驗所得應力-應變曲線采用多線性隨動強化本構模型，并考慮大應變幾何非線性效應，不斷試算選擇合適的迭代載荷步以保證計算精度和良好的收斂性，計算得到起裂荷載為7.8KN，擴展方向為-7.43°，應力場因子以Ⅰ型為主，Ⅱ型小范圍內正負變化，因此裂縫形態(tài)趨近于直線伴隨不規(guī)則上下跳動。做DCB拉伸劈裂試驗，試件幾何尺寸與有限元模型一致，首次擴展的