玻璃纤维/水泥复合材料的拔出实验及其有限元模拟

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在细观有限元模型基础上,利用ANSYS有限元程序,结合理想弹塑性法对不同纤维埋入长度的玻璃纤维/水泥复合材料拔出行为进行数值模拟,结合玻璃纤维/水泥复合材料拔出实验的实验数据,验证数值模拟的合理性,并讨论接枝对复合材料拔出行为的影响。结果表明:环氧树脂接枝对复合材料的平均界面剪切强度,破坏模式均有较大影响;与无接枝玻璃纤维/水泥复合材料的情况相比,环氧树脂光滑接枝处理过的玻璃纤维/水泥复合材料的平均界面剪切强度提高了将近30%,环氧树脂粗糙接枝处理过的玻璃纤维/水泥复合材料的平均界面剪切强度提高了将近90%;破坏模式与接枝有关,界面破坏导致无接枝、环氧树脂光滑接枝玻璃纤维拔出,水泥破坏导致环氧树脂粗糙接枝玻璃纤维拔出。在细观单纤维拔出实验基础上,利用ANSYS有限元程序,结合生死单元方法,对无接枝、环氧树脂接枝处理的玻璃纤维/水泥基复合材料的拔出行为进行数值模拟,获得了界面理想结合/界面非理想结合下拔出载荷-位移关系曲线,应力分布图;研究表明环氧树脂接枝不仅具有良好的界面结合性,还具有良好的机械嵌合性,研究结果有助于分析该类复合材料的破坏机理。此外,还通过ANSYS分析结果讨论了破坏模式特征及其演化规律。
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