在PFC3D中模擬三點彎曲試驗(簡支梁)

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在采用離散元模擬混凝土等構件時,需要定義細觀黏結參數(pb_tenpb_coh ),一般情況下需要進行試驗模擬以標定參數,例如常用的包括單軸壓縮試驗、單軸拉伸試驗、三點彎曲試驗、四點彎曲試驗等。

其中,三點彎曲試驗測量材料彎曲性能的一種試驗方法。將條狀試樣平放于彎曲試驗夾具中,形成簡支梁形式,試樣上方只有一個加載點。

對于寬度為b,高度為h的矩形試樣,三點彎曲抗彎強度公式:S=3FL/2bh

 在PFC3D中模擬三點彎曲試驗(簡支梁)的圖2

本算例采用PFC3D模擬三點彎曲試驗,首先建立試件,定義黏結參數,通過移動墻體進行加載,監測加載過程中墻體的受力,并給出粘結鍵斷裂位置的分布。

建立的長方體試件如下圖:

在PFC3D中模擬三點彎曲試驗(簡支梁)的圖3

試樣中球顆粒的接觸力鏈如下圖所示:

在PFC3D中模擬三點彎曲試驗(簡支梁)的圖4在模型的上下兩側生成墻體,固定下側墻體的位置,對上側墻體施加向下的速度模擬加載:

在PFC3D中模擬三點彎曲試驗(簡支梁)的圖5

加載過程中上側墻體與試件的接觸力時程如下:

在PFC3D中模擬三點彎曲試驗(簡支梁)的圖6

加載后球單元之間的接觸情況如下圖所示,其中藍色為粘結鍵,紅色為斷裂的粘結鍵分布:

在PFC3D中模擬三點彎曲試驗(簡支梁)的圖7

在PFC3D中模擬三點彎曲試驗(簡支梁)的圖8

斷裂粘結鍵分布如下圖,試件中部發生斷裂

在PFC3D中模擬三點彎曲試驗(簡支梁)的圖9

 對于不同強度的巖石或混凝土可以修改粘結參數(pb_tenpb_coh等)、球單元的粒徑級配等進行模擬以達到合理的預期效果。

需要注意本算例需要調用附件中的fracture.p3fis文件,在將其拷貝至PFC的工作路徑下。

本算例完整代碼如下:

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