在實際應(yīng)用中,擴展有限元法分析裂紋問題存在總體剛度矩陣高度病態(tài)、矩陣奇異等問題,數(shù)值模擬沒有實現(xiàn)分析結(jié)果與網(wǎng)格劃分無關(guān)的理想要求.基于ABAQUS平臺選取三點彎曲梁試驗,引入離散弗雷歇距離對具有時程性的裂縫發(fā)展路徑進行差異評價;分析標(biāo)準(zhǔn)擴展有限元法應(yīng)用中與網(wǎng)格劃分相關(guān)的不良裂縫構(gòu)型對模擬結(jié)果的影響.結(jié)果表明:數(shù)值模擬時初始裂縫端點必須在單元邊界處,避免削弱構(gòu)件;不良裂縫構(gòu)型會導(dǎo)致裂縫發(fā)展路徑模擬失真,且隨不良系數(shù)的減小失真情況加重;不良系數(shù)u要控制在0.25～1內(nèi);通過引入黏性阻尼可以提高數(shù)值模擬的收斂性和路徑的準(zhǔn)確性. 

【文章來源】：東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,41(11)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

空間不連續(xù)場積分示意圖

弗雷歇距離考慮了時序空間，它的定義如圖2所示．假設(shè)有兩人分別按照各自的路徑規(guī)劃行走，兩人之間有一根長短可以伸縮的繩子．弗雷歇距離就是在兩個人都能夠按照各自軌跡走到終點的過程中計算滿足條件的最長的繩子長度[16].假設(shè)曲線R有r個數(shù)據(jù)點，曲線Q有q個數(shù)據(jù)點．σ(R)和σ(Q)分別表示兩軌跡點按特定規(guī)律排序的集合，則有σ(R)=(u1，…，ut)和σ(Q)=(ν1，…，νt)．可以得出以下點對L:(u1，ν1),(u2，ν2)，…，(ut，νt)．其中，0<t≤min(r,q)，對于任意i=1，…，t;R,Q之間的長度值表示為‖L‖，其為每一次順序?qū)χg距離的最大值，表達(dá)式為

本文試驗選用三點彎曲混凝土梁，詳細(xì)數(shù)據(jù)與試驗結(jié)果采用王青原等[18]與唐宇翔等[19]發(fā)表的試驗數(shù)據(jù)．試驗選用材料為硅酸鹽水泥CEM I52.5，骨料的最大粒徑為10 mm．混凝土配合比(水∶水泥:細(xì)骨料∶粗骨料)=0.58∶1∶2.73∶2.73．梁的尺寸(長×高×厚)為710 mm×150 mm×80 mm，梁跨度S為600 mm，預(yù)制的裂縫長度為45 mm，寬度為2 mm．試驗梁的混凝土彈性模量為23.8 GPa．加載方式為位移控制加載，其速率為0.01 mm/min．在切縫口放置位移計測量裂縫口張開位移(CMOD)．試驗分為三組，分別為A-1,A-2,A-3．三維裂縫通過0,1,2號截面轉(zhuǎn)化為二維平面對裂縫形狀進行描述，試驗布置與截面見圖3.2.2 數(shù)值模擬

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于擴展有限元法的混凝土開裂研究進展[J]. 李悅,劉運澤,王子賡,李戰(zhàn)國.  建材世界. 2019(05)
[2]基于擴展有限元法的混凝土斷裂參數(shù)研究[J]. 唐宇翔,陳紅鳥,王青原,黃興震.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報. 2019(06)
[3]基于ABAQUS二次開發(fā)的裂紋擴展模擬[J]. 張文東,樊俊鈴,陳莉,呂媛波.  機械強度. 2018(06)
[4]基于改進型XFEM的裂紋分析并行軟件實現(xiàn)[J]. 王理想,文龍飛,王景燾,田榮.  中國科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2018(11)
[5]鋼筋混凝土柱破壞過程擴展有限元數(shù)值模擬[J]. 楊剛,許斌,陳洪兵.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報. 2018(03)
[6]三點彎曲下混凝土梁撓度與裂縫口張開位移關(guān)系[J]. 王青原,陳紅鳥,張華剛,劉春,趙艷兵,黃興震.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報. 2017(05)
[7]基于XFEM的混凝土三點彎曲梁開裂數(shù)值模擬研究[J]. 胡少偉,魯文妍.  華北水利水電大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(04)
[8]用擴展有限元方法模擬混凝土的復(fù)合型開裂過程[J]. 方修君,金峰,王進廷.  工程力學(xué). 2007(S1)



本文編號：3579487