摘要：基于砂/树脂断裂与砂树脂界面脱粘失效行为的砂/树脂三维微细观单胞模型被构建,用于研究砂/树脂在拉伸载荷作用下的微观应力特征、树脂粘结桥的损伤破坏模式及微观结构(树脂含量、砂粒粒径、砂粒级配及粘结桥有效横截面积比)对其宏观拉伸强度的影响。该三维微细观单胞模型采用内聚力行为方法刻画粘结砂/树脂界面的失效,采用扩展有限元方法(Extented finite element,XFEM)捕捉树脂基体损伤和裂纹扩展。计算结果表明:所构建的三维微细观单胞模型能够显式刻画砂/树脂微细观结构断裂过程,解释微细观结构断裂机制,能够有效地提供树脂含量、砂粒粒径、砂粒级配、粘结桥有效横截面积比等微细观结构对砂/树脂宏观拉伸强度(St)影响的信息,可为砂/树脂优化设计提供理论指导。

关键词：单胞模型 内聚力行为 扩展有限元 粘结桥 断裂过程 

单位：武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室; 武汉430070; 武汉理工大学材料科学与工程学院; 武汉430070; 彰武县联信铸造硅砂有限公司; 阜新123200