隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展,越來越多的工程問題已不是單一物理場就可解決的,往往涉及多個物理場耦合的研究,因此多物理場耦合分析與計算就的凸顯出的尤為重要。擴散作為生活和工程中常見的一種物理過程,在研究中發(fā)現(xiàn),外界機械力會影響擴散速率,此現(xiàn)象被稱為應(yīng)力輔助擴散,可見應(yīng)力輔助擴散是擴散場和力場的耦合現(xiàn)象。本文旨在探究一類應(yīng)力輔助擴散問題的計算方法,并用該方法定量分析工程實際中的擴散問題。本文認為在物質(zhì)的擴散過程中:一方面,擴散速率會受外荷載的影響;另一方面,擴散基體不是均質(zhì)材料,其本構(gòu)方程與擴散過程有著某種聯(lián)系。針對荷載對擴散的影響,本文在Comsol中采用Aifantis應(yīng)力輔助擴散方程建模,用涂料在黏土材料中滲透實驗進行驗證,對模擬值與原實驗值和方程理論值對比,驗證了該方程的適用性。針對擴散對本構(gòu)方程的影響,本文以混凝土的碳化和混凝土中鋼筋的腐蝕為研究對象進行建模分析。在碳化過程中,通過建立混凝土的楊氏模量與碳化過程的函數(shù)關(guān)系,實現(xiàn)力場和擴散場的全耦合。采用建立的混凝土碳化耦合模型與實驗數(shù)據(jù)進行對比,得到很好的一致性。關(guān)于鋼筋的腐蝕,本文在本構(gòu)方程中除考慮鋼筋腐蝕過程中楊氏模量的變化,還考慮... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 經(jīng)典擴散的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 應(yīng)力輔助擴散的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 多物理耦合方程的數(shù)值求解技術(shù)現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容
    1.4 技術(shù)路線
第2章 COMSOL中力場和擴散場耦合方程的建立
    2.1 引言
    2.2 自定義固體力學(xué)場的建立
        2.2.1 二維固體力學(xué)場的建立
        2.2.2 二維固體力學(xué)場的驗證
        2.2.3 三維固體力學(xué)場的建立
    2.3 擴散場和力場的耦合
    2.4 本章小結(jié)
第3章 應(yīng)力輔助擴散在滲透和碳化中的應(yīng)用
    3.1 引言
    3.2 涂料在磚黏土材料中的滲透應(yīng)用
        3.2.1 滲透實驗介紹
        3.2.2 基于應(yīng)力輔助擴散方程的模擬研究
    3.3 混凝土碳化的應(yīng)用研究
        3.3.1 應(yīng)力碳化實驗簡介
        3.3.2 應(yīng)力輔助擴散的碳化模擬
    3.4 本章小結(jié)
第4章 混凝土中鋼筋應(yīng)力腐蝕耦合分析
    4.1 引言
    4.2 混凝土中鋼筋腐蝕的應(yīng)用研究
        4.2.1 腐蝕效應(yīng)下的固體力學(xué)方程
        4.2.2 擴散-力學(xué)耦合方程的算例
        4.2.3 鋼筋應(yīng)力腐蝕模型建立
        4.2.4 靜水壓力分析
        4.2.5 主應(yīng)力分析
    4.3 全耦合與單耦合結(jié)果研究
        4.3.1 擴散場分析
        4.3.2 力場分析
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
附錄
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3184038