基于内聚力失效微观单胞模型的树脂砂拉伸性能的数值研究

原砂粒度及分布、树脂膜厚度和空隙分布构成树脂砂微细观结构特征决定着树脂砂宏观力学行为。针对原砂/树脂间弱界面脱粘与树脂基体失效这两种失效模式,构建了基于断裂力学微细观单胞模型,研究了树脂砂微观结构的失效/断裂演化机制,以及3类微观结构(即:树脂包覆层厚度,砂粒直径和粒径级配)对于树脂砂宏观力学行为的影响。计算结果表明,所构建的数值模型能够考虑裂纹尖端的应力集中以及砂粒弧面的几何效应,具备描述在拉伸载荷下树脂砂界面损伤/界面裂纹扩展以及树脂包覆层的内聚失效行为的能力,为树脂砂失效断裂机理的研究提供了一种更加直接有效的工具;微细观结构对树脂砂拉伸力学性能影响研究表明,树脂包覆层厚度、砂粒直径和粒径级配对树脂砂的拉伸强度、比强度、拉伸刚度以及极限拉伸变形量有着不同程度的影响。