不同密度泡沫混凝土梁断裂特性及数值模拟

• 作者: 陈徐东 冯璐 张锦华 刘志恒 董文 温荣鲲
• 来源期刊: 材料导报
• 学科: 工学
• 关键词: 泡沫混凝土(FC)梁 扩展有限元方法(XFEM) 断裂特性 密度 加载速率效应
• 年，卷（期）: 2022,（4）
• 所属期刊栏目: 无机非金属及其复合材料|INORGANIC MATERIALS AND CERAMIC MATRIX COMPOSITES
• 页码范围: 104-110
• 页数: 7页
• 分类号: TU528.01
• 语种: 中文
• DOI: 10.11896/cldb.20090086

摘要

为探究泡沫混凝土(Foamed concrete,FC)梁的断裂特性和裂缝扩展过程,采用不同密度和不同初始缝高比的试件,开展不同加载速率下的三点弯断裂试验.结果表明,FC梁的抗弯承载力具有加载速率效应,其峰值荷载随加载速率的上升而增大.但加载速率效应随FC密度的增长逐渐减弱,且初始缝高比越大,加载速率效应越不明显.FC梁抗弯承载力随密度的减小而下降,但其抵抗变形的能力增强.利用ABAQUS建立FC梁的有限元模型,借助扩展有限元方法(Extended finite element method,XFEM)模拟FC梁的裂缝扩展过程,得到其断裂过程的荷载-裂缝张口位移(P-CMOD)曲线.结果表明,数值模拟的结果与试验结果吻合良好,验证了XFEM的合理性和精确性.FC梁在达到峰值荷载前的裂缝开展形式主要为拉伸裂缝,达到峰值荷载后,裂缝进入失稳扩展阶段,剪切裂缝逐渐增多.