發(fā)布時(shí)間：2017-03-24 15:07

  本文關(guān)鍵詞：基于ANSYS的混凝土絕熱溫升數(shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著混凝土在各種工程中的應(yīng)用更加廣泛,混凝土的耐久性越來越受到人們的重視。水泥發(fā)生水化反應(yīng)產(chǎn)生熱量,溫度不斷升高,混凝土結(jié)構(gòu)在早齡期由于溫度等非荷載原因產(chǎn)生的裂縫會影響結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性,且混凝土絕熱溫升是溫度控制的一個(gè)重要指標(biāo),研究混凝土絕熱溫升對于量化熱應(yīng)力和評估混凝土溫度裂縫的影響有很重要的意義。隨著人們對混凝土水化熱的研究探索,發(fā)現(xiàn)在混凝土中摻入粉煤灰、減少膠凝材料用量、采用較大水膠比的配合比均能夠減少混凝土的水化熱,提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。利用有限元軟件對混凝土絕熱溫升進(jìn)行熱-固耦合數(shù)值模擬,可以得到更精確的溫度變化過程,相比傳統(tǒng)計(jì)算方法,可以在保證精度的前提下大大減少工作量。本文通過混凝土絕熱溫升試驗(yàn),分別研究了水膠比、粉煤灰摻量以及入模溫度三個(gè)因素的變化情況對混凝土絕熱溫升性能的影響,并將得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析,提出了包含多個(gè)影響因素的絕熱溫升計(jì)算公式,最后利用ANSYS有限元軟件,以試驗(yàn)結(jié)果為依據(jù),對混凝土塊體構(gòu)件進(jìn)行了溫度場和應(yīng)力場的模擬。研究的結(jié)果表明:(1)通過對不同水膠比、粉煤灰摻量和入模溫度下的混凝土進(jìn)行絕熱溫升試驗(yàn),得到了不同配合比的絕熱溫升值和溫度變化過程,水膠比越大,混凝土膠凝材料的水化環(huán)境相對較好,水化放熱過程提前,粉煤灰等量取代水泥可以有效降低混凝土的絕熱溫升,推遲放熱峰,入模溫度對混凝土7d的絕熱溫升值影響很小,但對早期絕熱溫升影響顯著,隨入模溫度升高,膠凝材料水化反應(yīng)速率加快,溫度升高。(2)通過對絕熱溫升試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析并確定相關(guān)參數(shù),推導(dǎo)出了考慮水膠比、粉煤灰摻量和混凝土溫度影響的絕熱溫升計(jì)算模型,通過與實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,驗(yàn)證了公式的準(zhǔn)確性,可以利用計(jì)算模型預(yù)測混凝土的絕熱溫升過程,對于實(shí)際工程,具有一定的實(shí)用價(jià)值。(3)對混凝土構(gòu)件進(jìn)行ANSYS有限元數(shù)值分析,得到了施工期混凝土構(gòu)件的溫度場分布及應(yīng)力場分布,溫度對結(jié)構(gòu)的影響很大,尤其是大體積的混凝土,混凝土構(gòu)件中塊體中心處與外界難以發(fā)生熱交換,不斷積聚熱量使溫度升高,會逐漸膨脹產(chǎn)生壓應(yīng)力,而混凝土外部則隨著外界環(huán)境溫度的下降產(chǎn)生拉應(yīng)力,因此對大體積混凝土要及時(shí)采取冷卻降溫措施,避免溫度驟升驟降產(chǎn)生溫度裂縫及溫度應(yīng)力。
【關(guān)鍵詞】：絕熱溫升 混凝土 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU528
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 研究的背景10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展11-16
• 1.2.1 混凝土絕熱溫升研究進(jìn)展11-14
• 1.2.2 溫度場和應(yīng)力場預(yù)測應(yīng)用研究進(jìn)展14-16
• 1.3 存在的問題16-17
• 1.4 本文的研究意義和內(nèi)容17-18
• 第二章 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)18-25
• 2.1 概述18
• 2.2 試驗(yàn)原材料18-21
• 2.3 配合比設(shè)計(jì)21-22
• 2.4 試驗(yàn)設(shè)備22-23
• 2.5 混凝土絕熱溫升試驗(yàn)方法23-25
• 第三章 混凝土絕熱溫升的試驗(yàn)研究25-34
• 3.1 概述25
• 3.2 結(jié)果分析25-33
• 3.2.1 混凝土絕熱溫升的影響因素27-30
• 3.2.2 混凝土絕熱溫升的擬合分析30-33
• 3.3 小結(jié)33-34
• 第四章 有限元計(jì)算理論34-45
• 4.1 有限元計(jì)算理論34-35
• 4.2 混凝土溫度場計(jì)算理論35-41
• 4.2.1 溫度場的概念35
• 4.2.2 控制方程35-37
• 4.2.3 定解條件37-38
• 4.2.4 熱傳導(dǎo)原理38-39
• 4.2.5 導(dǎo)熱系數(shù)39
• 4.2.6 溫度場的有限元求解39-41
• 4.3 混凝土應(yīng)力場計(jì)算理論41-43
• 4.3.1 應(yīng)變增量41-42
• 4.3.2 應(yīng)力場的有限元求解42-43
• 4.4 熱力學(xué)有限元分析43-45
• 4.4.1 常用的熱分析單元43-44
• 4.4.2 熱分析的種類44
• 4.4.3 熱分析的基本過程44-45
• 第五章 混凝土絕熱溫升的數(shù)值模擬45-53
• 5.1 概述45
• 5.2 模型的建立45-47
• 5.2.1 材料屬性45
• 5.2.2 氣溫條件及熱生成函數(shù)45-46
• 5.2.3 分析步驟46-47
• 5.3 模擬的結(jié)果47-52
• 5.3.1 混凝土構(gòu)件溫度場分布47-49
• 5.3.2 混凝土構(gòu)件溫度應(yīng)力場分布49-52
• 5.4 小結(jié)52-53
• 第六章 結(jié)論與展望53-55
• 6.1 結(jié)論53
• 6.2 展望53-55
• 參考文獻(xiàn)55-59
• 致謝59-60
• 作者簡介60

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：基于ANSYS的混凝土絕熱溫升數(shù)值模擬，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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