钢-聚甲醛混杂纤维混凝土的动态力学性能及细观模拟研究

曹益彬 陈瑞浩 郎志军 张力丹 张文宇 刘磊

曹益彬, 陈瑞浩, 郎志军, 张力丹, 张文宇, 刘磊. 钢-聚甲醛混杂纤维混凝土的动态力学性能及细观模拟研究[J]. 高压物理学报. doi: 10.11858/gywlxb.20261096
引用本文: 曹益彬, 陈瑞浩, 郎志军, 张力丹, 张文宇, 刘磊. 钢-聚甲醛混杂纤维混凝土的动态力学性能及细观模拟研究[J]. 高压物理学报. doi: 10.11858/gywlxb.20261096
CAO Yibin, CHEN Ruihao, LANG Zhijun, ZHANG Lidan, ZHANG Wenyu, LIU Lei. Study on dynamic mechanical properties and mesoscopic simulation of steel-polyoxymethylene hybrid fiber reinforced concrete[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics. doi: 10.11858/gywlxb.20261096
Citation: CAO Yibin, CHEN Ruihao, LANG Zhijun, ZHANG Lidan, ZHANG Wenyu, LIU Lei. Study on dynamic mechanical properties and mesoscopic simulation of steel-polyoxymethylene hybrid fiber reinforced concrete[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics. doi: 10.11858/gywlxb.20261096

钢-聚甲醛混杂纤维混凝土的动态力学性能及细观模拟研究

doi: 10.11858/gywlxb.20261096

Study on dynamic mechanical properties and mesoscopic simulation of steel-polyoxymethylene hybrid fiber reinforced concrete

  • 摘要: 为揭示钢-聚甲醛混杂纤维混凝土(HFRC)的动态力学特性及细观损伤特征,本文通过分离式霍普金森压杆(SHPB)试验研究了素混凝土(PC)、钢纤维混凝土(SFRC)及HFRC的动态力学性能,结合SEM电镜扫描观测纤维与基体界面的微观形貌及断裂特征;基于LS-DYNA软件,建立包含多面体骨料、砂浆、界面过渡区(ITZ)及两种纤维的三维细观数值模型,从细观角度揭示HFRC的损伤演化、能量耗散与应力特征。结果表明:聚甲醛纤维(POMF)可与钢纤维(SF)产生协同增强效应,大幅提升材料的动态抗冲击性能。其中,SF与基体粘结较强,靠界面滑移耗能;POMF界面粘结较弱,以拔出、拉断及变形耗能。二者在裂缝不同阶段协同作用,有效提升基体阻裂与耗能能力。细观模拟显示:砂浆为主要耗能组分,ITZ是冲击下最早失效的薄弱区域;随冲击气压升高,各组分能量吸收与峰值应力均显著提升,其中混杂纤维可减少能量反射与动能损耗,促进更多冲击能量被吸收耗散;ITZ的峰值应力对加载速率最敏感,骨料敏感性最低。所建细观模型能较好地再现HFRC动态力学行为与损伤特征,可为HFRC在抗冲击工程中的应用提供理论与数值参考。

     

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  • 网络出版日期:  2026-07-09

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