基于梁理论的ECC拉伸应变硬化与开裂行为的数值模拟

来源：复合材料学报杂志2022年第11期北京时间：

作者：吴畅, 王欣汝, 许铭纹, 姚杰, 陈明糠, 金辰华,

摘要：基于描述超高延性水泥基复合材料(Engineered cementitious composites，ECC)中单根纤维拔出行为的等效弹性地基梁模型，通过纤维-基体系统切面的平面应变有限元分析，提出了等效连续梁弹簧约束刚度的显式计算方法，建立了改进的等效弹性地基梁模型，并将模型应用于ECC单轴拉伸应变硬化与多缝开裂行为的数值模拟分析。分别基于摩擦滑轮模型和等效弹性地基梁模型计算ECC应力-应变关系曲线，并与试验结果进行对比。结果表明：对于聚乙烯(PE)/ECC，大部分情况下基于等效地基梁模型的计算结果与试验结果相比于聚乙烯醇(PVA)/ECC更加吻合。表明本文提出的改进的等效地基梁模型能够很好地描述抗弯刚度无法忽略的纤维的拔出行为，对于此类ECC材料和结构的受力机制和设计理论具有一定的参考价值。

关键词：超高延性水泥基复合材料, 单根纤维拔出, 拉伸应变硬化, 多缝开裂, 数值模拟, 梁理论,