重组竹横向准脆性断裂的断裂参数
来源期刊：复合材料学报2020年第6期
论文作者：谢鹏 刘问 胡雨村 孟鑫淼 张涵政
文章页码：1466 - 1475
关键词：重组竹;断裂参数;准脆性断裂;边界效应模型;尺寸效应;
摘 要：重组竹是一种可再生的绿色建筑结构复合材料,具有结构致密均匀、力学性能高强稳定、尺寸因需而定、原材料利用率高等特点,在工程应用方面前景广阔。为研究重组竹横向准脆性断裂的断裂参数,对不同尺寸重组竹单边缺口（SEN）试样进行三点弯曲断裂试验,基于边界效应模型（BEM）,引入平均粒径G这一重要的细观结构参量,建立重组竹细观结构与宏观力学性能之间的关系,由试验得到的峰值荷载Pmax计算重组竹横向准脆性断裂的断裂参数,包括抗拉强度ft和断裂韧度KIC。经正态分布分析得到重组竹断裂参数均值μf和μK,且在具有96%可靠性范围几乎覆盖了全部试验离散点,结果如下:ft=μf=216.36 MPa,KIC=μK=16.76 MPa·m1/2。并利用实验室常规尺寸试样预测重组竹断裂参数,与试验结果之间的误差仅为3.17%。此外,随着重组竹试样缝高比α的增加,其断裂参数先增大后减小。
谢鹏1，刘问1,2，胡雨村1,2，孟鑫淼1,2，张涵政1
1. 北京林业大学水土保持学院2. 水土保持国家林业局重点实验室
摘 要：重组竹是一种可再生的绿色建筑结构复合材料,具有结构致密均匀、力学性能高强稳定、尺寸因需而定、原材料利用率高等特点,在工程应用方面前景广阔。为研究重组竹横向准脆性断裂的断裂参数,对不同尺寸重组竹单边缺口（SEN）试样进行三点弯曲断裂试验,基于边界效应模型（BEM）,引入平均粒径G这一重要的细观结构参量,建立重组竹细观结构与宏观力学性能之间的关系,由试验得到的峰值荷载Pmax计算重组竹横向准脆性断裂的断裂参数,包括抗拉强度ft和断裂韧度KIC。经正态分布分析得到重组竹断裂参数均值μf和μK,且在具有96%可靠性范围几乎覆盖了全部试验离散点,结果如下:ft=μf=216.36 MPa,KIC=μK=16.76 MPa·m1/2。并利用实验室常规尺寸试样预测重组竹断裂参数,与试验结果之间的误差仅为3.17%。此外,随着重组竹试样缝高比α的增加,其断裂参数先增大后减小。
关键词：重组竹;断裂参数;准脆性断裂;边界效应模型;尺寸效应;
