[發明專利]一種水泥基復合材料彈塑性本構模型及其建立方法

有效

• 申請號: 202011053032.X
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112257144B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 張川川;李丹梅;毛敏;薛曉輝;姚廣;陳毅;楊煊宇;郭學兵;趙雪峰;汪賢安
• 申請（專利權）人: 山西省交通科技研發有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/23;G06F113/26;G06F119/14
• 代理公司: 北京太兆天元知識產權代理有限責任公司 11108
• 代理人: 易衛

1.一種考慮PVA纖維含量的水泥基復合材料彈塑性本構模型的建立方法，其特征在于，所述模型包括：

根據水泥基復合材料的拉伸性能和壓縮性能的不同，以及水泥基復合材料經典彈塑性本構模型，將所述水泥基復合材料彈塑性本構模型分為拉伸部分和壓縮部分進行表示；

獲得經典拉伸彈塑性本構模型的計算公式如下：

其中，σ_t是拉應力，σ_fc是初始拉伸屈服應力，ε_fc是初始拉伸屈服應力σ_fc對應的初始屈服應變，σ_tu是極限拉伸應力，ε_tu是極限拉伸應力σ_tu對應的極限拉伸應變；

獲得經典壓縮彈塑性本構模型的計算公式如下：

其中，σ_c是壓縮應力，σ_cp是極限壓縮應力，ε_cp是極限壓縮應力σ_cp對應的極限壓縮應變；

將所述水泥基復合材料經典彈塑性本構模型中的σ_fc、σ_tu、ε_tu設置為纖維體積含量V_f的函數，獲得考慮PVA纖維含量的水泥基復合材料彈塑性本構模型的計算公式如下：

其中，分別為考慮纖維體積含量V_f的拉應力、初始拉伸屈服應力、極限拉伸應力及其對應的極限拉伸應變；

所述建立方法包括：

對試驗現象和試驗數據進行分析和總結，獲得PVA纖維含量對所述水泥基復合材料彈塑性本構模型中關鍵點的影響規律，所述影響規律的經驗公式如下：

其中，a₁、b₁、m₁、a₂、b₂、m₂、a₃、b₃、m₃為所述經驗公式的參數，V_f為PVA纖維含量，σ_fc、σ_tu、ε_tu為所述水泥基復合材料彈塑性本構模型的關鍵點；

通過數據擬合獲得所述經驗公式的參數，當0≤V_f≤1.00％時，a₁＝2.6、b₁＝0.55、a₂＝3.25、b₂＝1.25、a₃＝0.51、b₃＝-0.49、m₃＝-0.43；當1.00％＜V_f≤2.00％時，m₁＝3.15、m₂＝4.5、a₃＝-0.4、b₃＝0.0028、m₃＝3.58；

將公式(4)、公式(5)和公式(6)代入公式(3)，獲得考慮PVA纖維含量的水泥基復合材料拉伸本構模型。

2.根據權利要求1所述的考慮PVA纖維含量的水泥基復合材料彈塑性本構模型的建立方法，其特征在于，只考慮所述PVA纖維含量對拉伸本構模型的影響，不考慮所述PVA纖維含量對壓縮本構模型的影響。

3.根據權利要求1所述的考慮PVA纖維含量的水泥基復合材料彈塑性本構模型的建立方法，其特征在于，所述PVA纖維含量V_f的取值為百分比，所述PVA纖維含量V_f的取值范圍為：0≤V_f≤2.00％。

4.根據權利要求1所述的考慮PVA纖維含量的水泥基復合材料彈塑性本構模型的建立方法，其特征在于，所述數據擬合使用的方法是最小二乘法。