铁基形状记忆合金与非线性胶粘剂粘结界面的脱粘模型

摘要整理

铁基形状记忆合金（Fe-SMA）胶粘接头在结构加固中的应用近年在建筑领域崭露头角。Fe-SMA和大多数结构胶粘剂均表现出明显的非线性材料特性，可能导致有利的延性破坏机制。由于粘着体和胶粘剂中存在非线性特征，开发预测接头结构性能的力学模型具有挑战性。本研究提出了一种半解析-半数值耦合模型，用于描述Fe-SMA与钢材胶粘接头的力学行为。该模型具有三项主要功能：（i）根据界面断裂能估算粘结承载力，反之亦然；（ii）直接从荷载-位移（F−Δ）曲线处理粘结-滑移（τ−s）行为，反之亦然；（iii）提供数值方法模拟粘结接头的全程力学行为，即不同加载阶段的行为。通过26个Fe-SMA与钢材单搭接剪切接头的实验验证，以及24个采用不同粘着体（如不锈钢条和镍钛形状记忆合金丝）和基体材料（如混凝土和复合高分子）的剪切接头进一步验证了该模型。基于实验测得的荷载-位移（F−Δ）行为和通过数字图像相关（DIC）技术测量的粘结线沿程位移（s−x）分布，提出了一套实验数据处理规程，用于评估粘结接头的全程行为。

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