粘結(jié)構件粘結(jié)性能的內(nèi)聚力模型分析.pdf

1、斷裂力學是固體力學的一個重要分支，在上個世紀的后半葉取得了巨大的發(fā)展，在機械、材料、航空等領域得到了廣泛應用。內(nèi)聚力模型(CZM)是根據(jù)非線性斷裂力學發(fā)展出的一個有效工具，通過參數(shù)的選擇可以如實反映出界面層物質(zhì)的彈性模量、強度、韌度等性質(zhì)。把這個功能強大的工具引入到土木工程材料、結(jié)構的分析中，有很好的前景。 本文首先簡要回顧了斷裂力學的發(fā)展，介紹了線彈性斷裂力學的應力強度因子準則和能量準則，以及兩者的關系。然后，引出了CZM，并

2、介紹了在商用有限元軟件ABAQUS中實現(xiàn)CZM的方法。 界面韌度是粘結(jié)結(jié)構設計的一個重要參數(shù)。為了計算界面韌度，發(fā)展出了各種幾何形狀簡單的測試方法，例如有為了測定Ⅰ型斷裂阻抗的雙懸臂試驗和為了測試Ⅱ型斷裂阻抗的端部加載劈裂試驗。線彈性斷裂力學中對裂紋尖端為一點的假設(point-wiseassumption)過于簡單，導致解釋界面韌度的方法出現(xiàn)偏差。本文采用內(nèi)聚力模型作標準來判別各種基于梁彎曲理論的方法，這些方法包括簡單梁理論、

3、修正梁理論和實驗柔度法。裂紋尖端前的斷裂作用區(qū)域的存在被認為是以上方法估計不足的原因。本文給出了估算這個區(qū)域尺寸的方法，將這一尺寸大小作為裂紋修正長度，將給出更好的結(jié)果，從而闡明了裂紋長度修正的物理本質(zhì)。 單剪試驗常被用于測定FRP加固混凝土的粘結(jié)強度，但傳統(tǒng)的粘結(jié)強度公式是基于強度理論的，且是經(jīng)驗性的，在量綱上也是不協(xié)調(diào)的。認識到粘結(jié)失效往往是由于發(fā)生了剝離破壞，因此本文基于斷裂力學給出了新的計算公式。通過與相關試驗結(jié)果的對比