重组竹横向准脆性断裂的断裂参数

作     者：谢鹏 刘问 胡雨村 孟鑫淼 张涵政 XIE Peng;LIU Wen;HU Yucun;MENG Xinmiao;ZHANG Hanzheng

作者机构：北京林业大学水土保持学院北京100083 水土保持国家林业局重点实验室北京100083 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2020年第37卷第6期

页      面：1466-1475页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：科技部国家重点研发计划(2017YFC0703502) 

主　　题：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。