对比研究了日本PVA纤维(J-PVA纤维)和国产PVA纤维(C-PVA、S-PVA纤维)对工程水泥基复合材料(ECC)性能影响的差异。结果表明:在纤维体积掺量为2.0%的条件下,掺J-PVA纤维的ECC能够完全实现多点开裂,应变硬化特征显著,28 d极限拉应变在3.7%以上;掺C-PVA纤维ECC的28 d极限拉应变在2.1%以上,增韧效果良好,且具有明显的价格优势,在实际工程应用中具有较强的竞争力;S-PVA纤维对ECC性能的改善效果不如J-PVA纤维和C-PVA纤维,工程应用中应注意优选甄别。

介绍了纤维增强水泥基复合材料(FRCC)取得应变硬化行为的微观力学模型,在该模型指导下,综述与分析了纤维类型、强度、长度、直径、体积掺量及纤维表面处理等因素变化对FRCC应变硬化能力的影响。研究成果表明,纤维优化能够稳定取得应变硬化行为或得到更大的应变硬化能力。

分析比较了各国学者针对PVA纤维增强水泥基复合材料进行单轴直接拉伸采用的试件形式和试验方法,发现用矩形长条试件、两端粘贴铝片,并采用闭环试验机、位移控制方法得到的拉伸效果最好,这揭示了应变硬化效果与选择的拉伸方法关系较大。对比了混凝土、钢纤维混凝土和PVA纤维增强水泥基复合材料的拉伸应力-应变曲线,以及由其拉伸应力-应变曲线计算得到的对应应变软化材料和应变硬化材料的应力-裂缝宽度曲线,根据得到的应变硬化材料的应力-裂缝宽度曲线计算出了PVA纤维增强水泥基复合材料的断裂能是普通混凝土的50倍。

介绍了基于有限元法进行弹塑性材料非线性屈曲的分析流程,通过一受外压薄壁圆管算例研究了初始几何缺陷,材料的屈服强度及应变硬化对结构失稳的临界载荷的影响,并结合实际案例总结了进行塑性失稳分析的要点,为空调管壳式换热器中换热管的设计提供借鉴与指导。