本文關(guān)鍵詞： 動態(tài)裂紋擴展 損傷模型 ANSYS/LSDYNA 偏置裂紋 三點彎曲梁　出處：《廣西科技大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：混凝土在內(nèi)拉應(yīng)力作用下由于其抗拉強度較低會產(chǎn)生裂紋,混凝土基本都是帶裂紋工作。而混凝土動態(tài)裂紋擴展由于其復(fù)雜的應(yīng)變率和慣性效應(yīng),其與靜態(tài)裂紋擴展相比具有較大的差異性。且動態(tài)裂紋擴展問題的理論還不完善,實驗的離散性也較大。因此數(shù)值模擬含偏置裂紋混凝土在沖擊荷載作用下的裂紋擴展對實際工程的安全和設(shè)計具有重要的實際意義�；诖�,本文在動力分析有限元軟件LSDYNA的基礎(chǔ)上,所做的主要工作如下:一、在損傷模型和彈塑性模型的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)了含偏置裂紋三點彎曲梁的兩種典型破壞過程。通過將數(shù)值模擬結(jié)果同已有的實驗及數(shù)值計算結(jié)果相比較,驗證了此方法的準(zhǔn)確性。二、研究了不同位置的偏置裂紋對構(gòu)件動態(tài)裂紋擴展的影響。研究發(fā)現(xiàn):當(dāng)荷載P值不變、偏置裂紋在橫向不同位置時,裂紋傾角隨著偏置裂紋距加載點距離的增大先增大后減小;構(gòu)件破壞時間隨著偏置裂紋位置距加載點距離的增大先增大后減小;當(dāng)偏置裂紋在縱向不同位置處移動,偏置裂紋的位置越靠近加載點時,試樣的破壞時間越大,但對裂紋擴展傾角沒有影響。三、研究了縱向偏置裂紋不同長度對構(gòu)件動態(tài)裂紋擴展的影響,研究發(fā)現(xiàn):當(dāng)偏置裂紋在縱向位置固定且荷載P值一定時,縱向不同長度的偏置裂紋擴展路徑基本相同且都是垂直向加載點處擴展;當(dāng)偏置裂紋在縱向位置固定且荷載P值一定時,縱向不同長度偏置裂紋對試樣的破壞時間基本沒有影響。四、研究了偏置裂紋不同寬度對構(gòu)件動態(tài)裂紋擴展的影響。研究發(fā)現(xiàn):當(dāng)偏置裂紋位置、荷載P值不變時,偏置裂紋的不同寬度對構(gòu)件的裂紋擴展路徑有影響,偏置裂紋的寬度越大,裂紋擴展的傾角也越大,對構(gòu)件的最終破壞時間沒有影響。五、研究了偏置裂紋不同高度對構(gòu)件動態(tài)裂紋擴展的影響。研究發(fā)現(xiàn):當(dāng)偏置裂紋的位置、荷載P值不變時,偏置裂紋的不同高度對構(gòu)件的裂紋擴展路徑有影響且隨著偏置裂紋高度的增加,裂紋擴展的傾角逐漸減小,試樣最終破壞的時間逐漸減小。六、研究了不同彈性模量對構(gòu)件動態(tài)裂紋擴展的影響。研究發(fā)現(xiàn):當(dāng)偏置裂紋的位置、荷載P值一定時,不同彈性模量對試樣的裂紋擴展路徑?jīng)]有影響,即裂紋擴展傾角基本不變;隨著彈性模量的增大,試樣最終破壞的時間逐漸增大。
[Abstract]:Under the action of internal tensile stress, cracks will occur in concrete due to its low tensile strength, and the concrete is basically working with cracks, while the dynamic crack propagation of concrete is due to its complex strain rate and inertia effect. Compared with the static crack propagation, the theory of dynamic crack propagation is not perfect. Therefore, numerical simulation of crack propagation of concrete with bias crack under impact load is of great practical significance to the safety and design of practical engineering. Based on the finite element software LSDYNA, the main work of this paper is as follows: 1. Based on the damage model and elastic-plastic model, Two typical failure processes of three-point bending beams with bias cracks are realized. The accuracy of this method is verified by comparing the numerical simulation results with the existing experimental and numerical results. The effect of the bias crack at different positions on the dynamic crack propagation of the member is studied. It is found that when the load P value is constant, the crack inclination increases first and then decreases with the increase of the distance between the bias crack and the loading point. With the increase of the distance from the position of the bias crack to the loading point, the failure time of the member first increases and then decreases, and when the offset crack moves at different longitudinal positions, the more the position of the offset crack is near the loading point, the larger the failure time of the specimen is. But it has no effect on the crack growth angle. Thirdly, the influence of longitudinal bias crack length on the dynamic crack growth is studied. It is found that when the bias crack is fixed in the longitudinal position and the load P value is constant, The propagating path of the biasing crack with different longitudinal lengths is basically the same and all of them are propagated vertically at the loading point, when the bias crack is fixed in the longitudinal position and the load P value is fixed, The influence of different widths of biasing crack on dynamic crack propagation is studied. It is found that when the position of bias crack is constant, the load P value is constant. The different widths of the offset crack have an effect on the crack growth path of the member. The larger the width of the offset crack, the greater the dip angle of the crack growth, which has no effect on the ultimate failure time of the member. The influence of different height of bias crack on dynamic crack growth of member is studied. It is found that the load P value is constant when the position of bias crack is constant. The different height of the bias crack has an effect on the crack growth path of the member. With the increase of the height of the biased crack, the dip angle of the crack propagation decreases gradually, and the time of the ultimate failure of the specimen decreases gradually. The effect of different elastic modulus on dynamic crack propagation of member is studied. It is found that when the position of the biased crack and the load P value are fixed, the different elastic modulus has no effect on the crack growth path of the specimen, that is, the crack growth inclination angle is basically unchanged. With the increase of elastic modulus, the time of final failure increases gradually.
【學(xué)位授予單位】：廣西科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU528

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本文編號：1510300