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《西安理工大学》 2007年
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混凝土动静力破坏过程的数值模拟及细观力学分析

周尚志  
【摘要】: 本文从细观层次着手,把混凝土视为由骨料、砂浆及二者之间的界面层所组成的三相复合材料,在对大型商业有限元软件ANSYS进行了二次开发的基础上,对混凝土单轴压缩试件、三级配混凝土简支梁在静、动荷载作用下的力学性能和破坏过程进行了数值模拟,基于混凝土单轴压缩CT试验对材料裂纹的扩展、贯通以及最后破坏的过程进行了研究。论文的工作具体可分为以下几个部分: 1.根据给定的试样尺寸,骨料级配及混凝土配合比,计算混凝土试件内部各级骨料颗粒的数目,利用蒙特卡罗方法,产生骨料在试件中的随机位置,建立了模拟混凝土细观结构的三维数学模型。利用ANSYS将混凝土数学模型在计算机上实现,建立混凝土三维随机骨料模型。对整个试样进行有限元网格划分,对骨料、砂浆和界面单元的材料号进行自动识别,并对各材料的力学参数进行试验研究及赋值。 2.通过上述方法,建立了混凝土圆柱体和梁试件三维数值模型,在建模和采集试验数据上,将裂纹形成与裂纹扩展两者同属于一个连续的疲劳失效过程。力图通过损伤力学的方法,把疲劳失效的两个阶段有机地结合在一起。利用损伤力学——有限元法进行数值模拟计算,并对ANSYS软件进行二次开发。模拟了混凝土材料从裂纹的萌生,扩展,贯通直到宏观裂纹产生导致破坏的过程。 3.通过混凝土圆柱体CT试验,利用破损空间理论对细观结构裂纹萌生,扩展,贯通直到宏观裂纹产生进行了研究,以此来分析出在外力作用下混凝土材料的裂纹扩展过程。进而对混凝土材料的损伤断裂过程区进行研究并与试验结果进行对比分析。本文通过对混凝土破坏过程的细观数值模拟,进而对混凝土材料裂纹的扩展、贯通、以及最后失稳破坏的破坏实质进行了有益的探索。
【学位授予单位】:西安理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TU528.0

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【引证文献】
中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
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3 刘智光;混凝土破坏过程细观数值模拟与动态力学特性机理研究[D];大连理工大学;2012年
4 李朝红;基于损伤断裂理论的混凝土破坏行为研究[D];西南交通大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 苑坤兴;聚丙烯纤维混凝土力学性能及细观结构的数值模拟[D];中国石油大学;2011年
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
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10 吕小军;张琦;马兆庆;许俊华;肖文萍;;湿热老化对碳纤维/环氧树脂基复合材料力学性能影响研究[J];材料工程;2005年11期
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中国硕士学位论文全文数据库 前9条
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【二级引证文献】
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1 郑传峰;柔性基层沥青稳定碎石矿料接触面细观强度特性研究[D];吉林大学;2012年
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1 姚健鹏;湿热环境下CFL-混凝土界面耐久性实验研究[D];华南理工大学;2012年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
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2 杜修力;田瑞俊;彭一江;田予东;;冲击荷载作用下混凝土抗压强度的细观力学数值模拟[J];北京工业大学学报;2009年02期
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5 裴文兵;;激光驱动惯性约束聚变数值模拟研究进展及其相关的原子物理过程[A];第十五届全国原子与分子物理学术会议论文摘要集[C];2009年
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8 张晓晴;黄小清;汤立群;;泡沫铝填充圆管三点弯曲性能研究[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
9 陈勇梅;黄西成;;流体动力学帽状剪切实验数值模拟[A];第七届全国MTS材料试验学术会议论文集(二)[C];2007年
10 吴迪;张建红;王静;雷明凯;宫野;;强流脉冲离子束辐照混合双层靶的数值研究[A];第九届真空冶金与表面工程学术会议论文摘要集[C];2009年
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1 通讯员 朱江 冯明农;风能项目组研讨数值模拟产品共享[N];中国气象报;2010年
2 本报记者 赵亚辉;探寻“大气”的奥秘[N];人民日报;2005年
3 张晓健;二重大型铸锻件数值模拟国家工程实验室获批[N];中国冶金报;2007年
4 向杰 实习生:孙馨;在计算机上模拟大气和海洋运动[N];科技日报;2005年
5 本报记者 吴楠 通讯员 许家帅;数值模拟预测工程效果指导工程建设[N];中国交通报;2008年
6 上海交通大学 潘健生;材料热处理过程的数值模拟[N];科技日报;2002年
7 杨雄飞;炼钢与环境技术的研究方法[N];世界金属导报;2007年
8 付冰赵辉;油藏数值模拟技术成为“常规武器”[N];中国石油报;2007年
9 ;堤基管涌机理和防治关键问题研究为堤防提供科学参考[N];中国水利报;2008年
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3 孙喜新;济阳坳陷馆陶组构造特征及成藏模式研究[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2005年
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4 张皓光;轴向间隙引气对多级轴流压气机性能及流场影响的数值模拟[D];西北工业大学;2006年
5 李建平;超燃冲压发动机尾喷管设计及性能研究[D];西北工业大学;2006年
6 刘冰;高强混凝土试验及破坏过程模拟[D];河海大学;2006年
7 张敬芝;铝合金铁型覆砂铸造技术研究及其数值模拟[D];昆明理工大学;2006年
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9 黄国联;竹节形扰流柱对换热效果的影响[D];南京航空航天大学;2007年
10 凌芳;开口圆形液池内热毛细对流及其失稳机理分析[D];重庆大学;2007年
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