基于扩展有限元法的应变硬化材料ECC的断裂破坏仿真分析

摘要：

在Abaqus平台上采用扩展有限元方法(Extended Finite Element Method,XFEM),对ECC(Engineered Cementitious Composites)应变硬化材料,采用3点弯曲切口梁模拟结构的裂纹扩展情况以及缝端的应力-应变分布情况,将计算结果与试验结果进行比较,验证XFEM在模拟应变硬化材料裂缝扩展方面的有效性和准确性.结果表明,模拟结果可以为全桥、半桥应变片的粘贴位置提供更为精确的指导;XFEM法可以模拟ECC的裂缝扩展过程,并预测ECC裂缝扩展长度的大小,但XEFM未能模拟出多裂纹的扩展过程,导致仿真结果比实验结果偏小;模拟得到的起裂荷载和峰值荷载与试验结果较为接近,而峰值荷载与试验结果的误差仅为7.56％,为应变硬化材料实际带裂纹工作的工程问题提供了解决问题的方法.最后,提出利用能量的概念来评价ECC的应变硬化程度更为合理.

关键词：ECC、三点弯曲切口梁、仿真分析、扩展有限元法、裂纹扩展

所属期刊栏目：23

分类号：TV313(水工结构)

资助基金：国家自然科学基金;江苏省土木工程材料重点试验室开放基金;国家重点基础研究发展计划（973计划）;河北省自然科学基金

在线出版日期：2015-05-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：359-368