【摘要】：現(xiàn)代土木工程中，高聳大跨建筑物以及各種新型特種結(jié)構(gòu)日益增加，表觀密度過大的傳統(tǒng)混凝土逐漸無法適應(yīng)新形勢下的建筑工業(yè)。在這一背景下，發(fā)展高性能輕質(zhì)混凝土，將成為當(dāng)代建筑材料領(lǐng)域的研究熱點。近年來，輕質(zhì)泡沫混凝土材料應(yīng)運(yùn)而生，在國內(nèi)土木領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用。其中，應(yīng)用于飛機(jī)阻攔系統(tǒng)的吸能材料EPS泡沫填充混凝土，備受研究者的關(guān)注，研究者正試圖通過各種研究手段認(rèn)識EPS泡沫填充混凝土。 于是，國內(nèi)外各學(xué)者對EPS泡沫填充混凝土的組分構(gòu)成以及其力學(xué)性能的研究也越來越深入，研究者不再滿足于將其描述為宏觀的均勻物體，而是從細(xì)觀結(jié)構(gòu)的角度出發(fā)，試圖借助計算機(jī)建立EPS泡沫填充混凝土非均勻細(xì)觀結(jié)構(gòu)的數(shù)值仿真模型，更加詳細(xì)地研究其力學(xué)性能以及破壞機(jī)理�；谡n題組多年來對細(xì)觀結(jié)構(gòu)的研究基礎(chǔ)，本文通過數(shù)值仿真模擬，對EPS泡沫填充混凝土的力學(xué)性能進(jìn)行了深入的研究。 首先，解決了EPS泡沫在混凝土中的分布問題，基于不同的假設(shè)，提出了兩種細(xì)觀結(jié)構(gòu)模型，分別為隨機(jī)細(xì)觀結(jié)構(gòu)模型與規(guī)則細(xì)觀結(jié)構(gòu)模型。運(yùn)用Matlab編制程序，獲取了描述此兩種細(xì)觀結(jié)構(gòu)模型的幾何參數(shù)（EPS泡沫的半徑以及圓心坐標(biāo)），以此作為輸入數(shù)據(jù)，借助C++編制程序，生成了自動生成描述細(xì)觀結(jié)構(gòu)模型的APDL程序，在ANSYS中成功地建立了細(xì)觀結(jié)構(gòu)的幾何模型.本文同時解決了高體積含量EPS填充泡沫混凝土細(xì)觀模型生成問題。 其次，借助ABAQUS的顯式動力分析法，在數(shù)值建模方法上分析EPS顆粒位置分布和EPS顆粒對EPS泡沫填充混凝土的力學(xué)性能的影響。接著選取合適的細(xì)觀結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)壓縮數(shù)值模擬，研究了EPS體積含量和EPS顆粒粒徑對EPS泡沫填充混凝土細(xì)觀結(jié)構(gòu)模型力學(xué)性能的影響。數(shù)值分析結(jié)果顯示：EPS顆粒位置分布對其彈性模量影響不大，但EPS顆粒規(guī)則分布模型相對于EPS顆粒隨機(jī)分布模型，其抗壓強(qiáng)度值、平臺應(yīng)力值、吸能能力均偏大（強(qiáng)）；EPS顆粒對其彈性模量和抗壓強(qiáng)度值影響不大，而EPS填充模型相對于泡孔單相模型，其平臺應(yīng)力值、吸能能力均偏大（強(qiáng)）；隨著體積含量的增加，其彈性模量，抗壓強(qiáng)度，平臺應(yīng)力以及吸能能力均呈現(xiàn)下降趨勢；隨著EPS顆粒粒徑的增大，彈性模量和抗壓強(qiáng)度均呈現(xiàn)下降趨勢，而平臺應(yīng)力值都則表現(xiàn)出增大的趨勢，吸能能力則變化不大。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TU528.2
【圖文】：

圖 3-5 EPS 材料實驗與方程擬合對比的應(yīng)力應(yīng)變BAQUS 里自帶的 crushable foam 塑性模型能夠縮屈服行為[60-65]，這種材料一般能量吸收能力為，運(yùn)用線彈性材料的參數(shù)來確定線彈性行為

行準(zhǔn)靜態(tài)壓縮試驗時，下砧板是固定不動的，通過上砧板的勻速運(yùn)動對試為了模擬這一加載條件，約束下砧板參考點的所有自由度，而讓上砧板的下運(yùn)動，并約束上砧板參考點其它的所有自由度，中間是 20mm×20mm充混凝土規(guī)則分布模型或隨機(jī)分布模型。如圖 3-6 所示。

【參考文獻(xiàn)】

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1 劉海燕;李然;;泡沫混凝土吸能機(jī)理試驗研究[J];成都大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2010年02期

2 李廣良;郭偉國;趙融;史亞杰;;輕質(zhì)泡沫混凝土的力學(xué)性能與唯象本構(gòu)模型[J];材料科學(xué)與工程學(xué)報;2012年03期

3 晏紅梅;余同希;周風(fēng)華;;聚苯乙烯泡沫顆粒散體和整體集合的準(zhǔn)靜態(tài)壓縮力學(xué)特性[J];固體力學(xué)學(xué)報;2011年06期

4 周可可;陳兵;陳龍珠;;EPS顆粒級配對EPS混凝土力學(xué)性能的影響[J];哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報;2010年02期

5 張磊,楊鼎宜;輕質(zhì)泡沫混凝土的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀1[J];混凝土;2005年08期

6 巫緒濤;謝思發(fā);胡俊;;改性EPS混凝土的動態(tài)力學(xué)行為[J];混凝土;2011年02期

7 白二雷;許金余;高志剛;;EPS混凝土沖擊壓縮韌性研究[J];混凝土;2011年11期

8 張勁;王慶揚(yáng);胡守營;王傳甲;;ABAQUS混凝土損傷塑性模型參數(shù)驗證[J];建筑結(jié)構(gòu);2008年08期

9 馬懷發(fā);陳厚群;吳建平;黎保琨;;大壩混凝土三維細(xì)觀力學(xué)數(shù)值模型研究[J];計算力學(xué)學(xué)報;2008年02期

10 白二雷;許金余;高志剛;胡澤斌;;EPS顆粒對混凝土的增韌效應(yīng)[J];建筑材料學(xué)報;2012年01期

本文編號：2736949