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作者:常留红;郭洋;郑景琦;李飘;薛雄;
单位:长沙理工大学水利与环境工程学院;水沙科学与水灾害防治湖南省重点实验室;港口航道泥沙工程交通行业重点实验室;
摘要:针对海工建筑物混凝土-环氧涂层界面气泡初始损伤在波浪作用下加速演化,进而导致涂层发生力学剥蚀的问题,本文基于内聚力模型基本理论,二次开发内聚力单元,建立环氧涂层-混凝土基体界面初始损伤内聚力模型,模拟规则波作用下界面疲劳损伤过程,分析规则波作用下气泡生成角度、面积和偏心率等因素对初始损伤演化的影响。结果表明,涂层界面初始损伤的扩展演化分为损伤演化前、疲劳累积和损伤扩展三个阶段:初始损伤演化前,初始损伤动力响应集中于气泡底部尤其是半短轴边缘部位;疲劳累积阶段,半短轴边缘疲劳损伤累积呈阶梯式增长,半短轴边缘脱黏失效后,半长轴疲劳损伤迅速累积并发生脱黏失效;脱黏扩展阶段,脱黏区域从气泡初始损伤底部向外扩展,半短轴脱黏速率大于半长轴,最终形成圆形脱黏区域。随着气泡面积和偏心率的增加,内聚力单元最大应力和最大应变增大,涂层脱黏历时缩短;随着气泡生成角度增加,气泡底部内聚力单元最大应变逐渐减小,底部内聚力单元的应变集中效应减弱,涂层脱黏历时增长。
关键词:涂层界面;;波浪荷载;;界面气泡;;初始损伤;;内聚力模型;;损伤演化
基金资助:国家自然科学基金项目(51809022);; 湖南省自然科学基金项目(2021JJ30703)资助~~