發(fā)布時(shí)間：2024-06-12 01:06

　　在水泥基材料中加入適當(dāng)比例的纖維時(shí)可以有效地增強(qiáng)其韌性,通過合適的材料配合比可以使其極限抗拉應(yīng)變達(dá)到3%以上。摻加纖維的水泥基復(fù)合材料在發(fā)生破壞時(shí)會(huì)產(chǎn)生細(xì)密的裂縫,因此將微膠囊與纖維同時(shí)摻加在水泥基材料中會(huì)產(chǎn)生更好的修復(fù)效果。由于實(shí)際試驗(yàn)對人工成本消耗較多,本文制作了具有修復(fù)效果的微膠囊,從有限元模擬仿真的角度分析微膠囊的摻入對高韌性水泥基復(fù)合材料的修復(fù)效果,同時(shí)探究其對力學(xué)性能的影響。微膠囊選擇有機(jī)型微膠囊,囊壁材料選用脲醛樹脂,囊芯材料選用環(huán)氧樹脂,制得的微膠囊呈球形。控制微膠囊成型過程中攪拌器的轉(zhuǎn)速分別在200rpm、400rpm、600rpm下,制得的微膠囊平均粒徑在244μm、205μm、176μm,分別測出三種不同粒徑微膠囊的粒徑分布、囊芯含量以及包裹率,從而得到使試驗(yàn)效果最佳的微膠囊粒徑。微膠囊與纖維采用蒙特卡洛算法在基體中進(jìn)行隨機(jī)投放,實(shí)現(xiàn)了三維實(shí)體微膠囊與纖維在三維空間基體中的隨機(jī)分布,為有限元模型構(gòu)建提供了便捷條件。有限元模擬使用ABAQUS軟件,基體采用ABAQUS中自帶三大類模型中的塑性損傷型,微膠囊采用Crushable Foam模型,纖維使用一種自組合模型,...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 選題背景及研究目的
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 PVA纖維研究現(xiàn)狀
        1.2.2 自修復(fù)水泥基復(fù)合材料研究現(xiàn)狀
        1.2.3 有限元模擬研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容及方案
第2章 微膠囊的制備
    2.1 試驗(yàn)材料和主要儀器設(shè)備
    2.2 微膠囊的制備流程
    2.3 微膠囊基本參數(shù)測定
        2.3.1 微膠囊粒徑分布
        2.3.2 微膠囊囊芯含量
        2.3.3 微膠囊包裹率
    2.4 微膠囊的選取
第3章 纖維及微膠囊分布模型建立
    3.1 蒙特卡洛算法
    3.2 纖維在基體中分布模型建立
        3.2.1 二維分布模型建立
        3.2.2 三維分布模型建立
    3.3 微膠囊在基體中分布研究
    3.4 本章小結(jié)
第4章 微膠囊自修復(fù)水泥基材料有限元模型建立
    4.1 建模方法研究
    4.2 微膠囊、基體與纖維的單元選擇
    4.3 本構(gòu)關(guān)系的選擇
        4.3.1 基體本構(gòu)關(guān)系模型建立
        4.3.2 微膠囊本構(gòu)關(guān)系模型建立
        4.3.3 PVA纖維本構(gòu)關(guān)系建立
        4.3.4 PVA纖維單絲拉拔荷載-位移關(guān)系模型建立
    4.4 纖維荷載-位移曲線影響因素探究
        4.4.1 纖維埋置深度對荷載-位移曲線的影響
        4.4.2 纖維埋置角度對荷載-位移曲線的影響
        4.4.3 微膠囊粒徑對纖維荷載-位移曲線的影響
    4.5 本章小結(jié)
第5章 微膠囊對基體力學(xué)性能影響及修復(fù)效果研究
    5.1 微膠囊摻量對基體力學(xué)性能的影響
        5.1.1 整體模型建立
        5.1.2 不同摻量微膠囊對基體抗壓強(qiáng)度的影響
    5.2 微膠囊對基體力學(xué)性能的修復(fù)效果
        5.2.1 模擬試驗(yàn)原理及模型建立
        5.2.2 微膠囊摻量對力學(xué)性能修復(fù)效果的影響
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3992984