基于有限元模型修正法的裂纹扩展损伤参数数值实验研究

本文采用有限元模型修正（FEMU）方法，结合扩展有限元法（XFEM）和数字图像相关（DIC）技术，对水泥基砂浆（含纤维增强）在三点弯曲试验中的裂纹扩展行为进行数值-实验研究。研究通过反问题分析确定内聚力模型的损伤参数，验证了模型在模拟力-裂纹口张开位移（CMOD）曲线和局部位移场方面的准确性，强调了在异质变形场下仅依靠力历史进行材料表征的局限性，为土木工程材料损伤演化分析提供了可靠方法。

　　

Highlight

结果与讨论

图8显示了力与裂纹口张开位移（CMOD）曲线的数值和实验结果对比。通过FEMU方法得到的数值响应，与两个试样的实验曲线表现出高度一致性。

此外，数字图像相关（DIC）技术有助于比较试样上特定点的位移，从而能够对数值模型和实验之间的裂纹扩展进行详细检查。

结论

本研究对普通砂浆和纤维增强椰枣纤维砂浆试样中的裂纹扩展进行了数值和实验研究。有限元模型更新（FEMU）方法有效地考虑了三点弯曲试验中裂纹形成和扩展所产生的异质位移场，使得仅利用力历史数据即可确定内聚力模型的损伤参数。关于力和描述裂纹扩展的局部位移的数值结果，

CRediT authorship contribution statement

Bruno Schmidt: 撰写 – 初稿。

Daniela Scorza: 撰写 – 审阅和编辑，数据整理。

Camilla Ronchei: 撰写 – 审阅和编辑。

Jakson Manfredini Vassoler: 撰写 – 审阅和编辑。

Declaration of competing interest

作者声明，他们没有已知的、可能影响本报告工作的竞争性财务利益或个人关系。

Conclusion

本研究对普通砂浆和纤维增强椰枣纤维砂浆试样中的裂纹扩展进行了数值和实验研究。有限元模型更新（FEMU）方法有效地考虑了三点弯曲试验中裂纹形成和扩展所产生的异质位移场，使得仅利用力历史数据即可确定内聚力模型的损伤参数。关于力和描述裂纹扩展的局部位移的数值结果，