[article] in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N° 6 (Juin 2006) . - 583-593 p. | Titre : | Energy-Based Modeling Approach for Debonding of FRP Plate from Concrete Substrate | | Titre original : | Energie Basée Modelant l'Approche pour Debonding de Plat de FRP de Substrat Concret | | Type de document : | texte imprimé | | Auteurs : | Leung, Christopher K. Y., Auteur ; Yang, Yong, Auteur | | Article en page(s) : | 583-593 p. | | Note générale : | Génie Mécanique | | Langues : | Anglais (eng) | | Mots-clés : | Fiber reinforced plastics Bonding Interfaces Failure modes Cracking Shear strength Plastiques renforcés de fibres Liaison Modes de défaillance Fendre Résistance au cisaillement | | Index. décimale : | 551.4 | | Résumé : | For concrete beams and slabs strengthened with bonded fiber reinforced plastic (FRP) plates, plate debonding from the concrete substrate is a common failure mode. In this paper, the debonding process is modeled as the propagation of a crack along the concrete/adhesive interface, with frictional shear stress acting behind the crack tip. Crack propagation is taken to occur when the net energy release of the system equals the interfacial fracture energy. The analysis is first performed for the special case with constant shear stress along the debonded interface, and then for the general case with slip softening in the debonded zone. From the results, a direct correspondence between energy-based and strength-based analyses can be established for arbitrary softening behavior along the interface. Specifically, through the proper definition of an effective interfacial shear strength, the conventional strength-based approach can be employed to give the same results as the much more complicated energy-based analysis. Also, based on the relation between the effective shear strength and other material parameters, it is possible to explain the very high interfacial shear stresses observed in experimental measurements. As an application example, distribution of plate stress and interfacial shear stress for the linear softening case is derived. The model results are found to be in good agreement with experimental measurements, showing that the simple linear softening model can describe the debonding process in real material systems.
Pour les faisceaux et les galettes concrets a renforcé avec (FRP) les plats en plastique renforcés de fibres collé, plat debonding du substrat concret est un mode de défaillance commun. En cet article, le processus debonding est modelé comme propagation d'une fente le long de l'interface de concrete/adhesive, avec l'effort de cisaillement de friction agissant derrière le bout de fente. La propagation de fissure est prise pour se produire quand le dégagement d'énergie nette du système égale l'énergie dièdre de rupture. L'analyse est d'abord exécutée pour le cas spécial avec l'effort de cisaillement constant le long du debonded l'interface, et alors pour le cas général avec la glissade se ramollir dans debonded la zone. Des résultats, une correspondance directe entre les analyses énergie-basées et force-basées peut être établie pour le comportement se ramollissant arbitraire le long de l'interface. Spécifiquement, par la définition appropriée d'une résistance au cisaillement dièdre efficace, l'approche force-basée conventionnelle peut être utilisée pour donner les mêmes résultats que l'analyse énergie-basée beaucoup plus compliquée. En outre, basé sur la relation entre la résistance au cisaillement efficace et d'autres paramètres matériels, il est possible d'expliquer les efforts de cisaillement dièdres très élevés observés dans des mesures expérimentales. Comme exemple d'application, la distribution de l'effort de plat et de l'effort de cisaillement dièdre pour le cas se ramollissant linéaire est dérivée. Les résultats modèles s'avèrent en bon accord avec des mesures expérimentales, prouvant que le modèle se ramollissant linéaire simple peut décrire le processus debonding dans de vrais systèmes matériels.
| | En ligne : | ckleung@ust.hk |
[article] Energy-Based Modeling Approach for Debonding of FRP Plate from Concrete Substrate = Energie Basée Modelant l'Approche pour Debonding de Plat de FRP de Substrat Concret [texte imprimé] / Leung, Christopher K. Y., Auteur ; Yang, Yong, Auteur . - 583-593 p. Génie Mécanique Langues : Anglais ( eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N° 6 (Juin 2006) . - 583-593 p. | Mots-clés : | Fiber reinforced plastics Bonding Interfaces Failure modes Cracking Shear strength Plastiques renforcés de fibres Liaison Modes de défaillance Fendre Résistance au cisaillement | | Index. décimale : | 551.4 | | Résumé : | For concrete beams and slabs strengthened with bonded fiber reinforced plastic (FRP) plates, plate debonding from the concrete substrate is a common failure mode. In this paper, the debonding process is modeled as the propagation of a crack along the concrete/adhesive interface, with frictional shear stress acting behind the crack tip. Crack propagation is taken to occur when the net energy release of the system equals the interfacial fracture energy. The analysis is first performed for the special case with constant shear stress along the debonded interface, and then for the general case with slip softening in the debonded zone. From the results, a direct correspondence between energy-based and strength-based analyses can be established for arbitrary softening behavior along the interface. Specifically, through the proper definition of an effective interfacial shear strength, the conventional strength-based approach can be employed to give the same results as the much more complicated energy-based analysis. Also, based on the relation between the effective shear strength and other material parameters, it is possible to explain the very high interfacial shear stresses observed in experimental measurements. As an application example, distribution of plate stress and interfacial shear stress for the linear softening case is derived. The model results are found to be in good agreement with experimental measurements, showing that the simple linear softening model can describe the debonding process in real material systems.
Pour les faisceaux et les galettes concrets a renforcé avec (FRP) les plats en plastique renforcés de fibres collé, plat debonding du substrat concret est un mode de défaillance commun. En cet article, le processus debonding est modelé comme propagation d'une fente le long de l'interface de concrete/adhesive, avec l'effort de cisaillement de friction agissant derrière le bout de fente. La propagation de fissure est prise pour se produire quand le dégagement d'énergie nette du système égale l'énergie dièdre de rupture. L'analyse est d'abord exécutée pour le cas spécial avec l'effort de cisaillement constant le long du debonded l'interface, et alors pour le cas général avec la glissade se ramollir dans debonded la zone. Des résultats, une correspondance directe entre les analyses énergie-basées et force-basées peut être établie pour le comportement se ramollissant arbitraire le long de l'interface. Spécifiquement, par la définition appropriée d'une résistance au cisaillement dièdre efficace, l'approche force-basée conventionnelle peut être utilisée pour donner les mêmes résultats que l'analyse énergie-basée beaucoup plus compliquée. En outre, basé sur la relation entre la résistance au cisaillement efficace et d'autres paramètres matériels, il est possible d'expliquer les efforts de cisaillement dièdres très élevés observés dans des mesures expérimentales. Comme exemple d'application, la distribution de l'effort de plat et de l'effort de cisaillement dièdre pour le cas se ramollissant linéaire est dérivée. Les résultats modèles s'avèrent en bon accord avec des mesures expérimentales, prouvant que le modèle se ramollissant linéaire simple peut décrire le processus debonding dans de vrais systèmes matériels.
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