混凝土是一種用途廣泛的建筑材料,主要由骨料和砂漿兩部分組成,作為典型的非均勻性材料,混凝土的宏觀力學(xué)性能與其細(xì)觀結(jié)構(gòu)有關(guān)。對(duì)混凝土在細(xì)觀層面力學(xué)性能的數(shù)值研究可以揭示許多物理實(shí)驗(yàn)無(wú)法觀察到的現(xiàn)象,并解釋其失效機(jī)理。作用在混凝土結(jié)構(gòu)上的荷載一般是基本保持恒定的荷載,但是在特殊情況下,也會(huì)有動(dòng)態(tài)荷載作用在混凝土結(jié)構(gòu)上,如地震、沖擊和爆炸等。在這些情況下,混凝土的動(dòng)態(tài)性能對(duì)混凝土的破壞過(guò)程起著非常重要的作用。在動(dòng)荷載作用下,混凝土的強(qiáng)度和變形與靜載荷下混凝土的強(qiáng)度和變形明顯不同。因此,對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)荷載作用下的細(xì)觀力學(xué)性能研究是很有必要的。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,越來(lái)越多的科研人員開(kāi)始從細(xì)觀角度對(duì)混凝土力學(xué)性能進(jìn)行研究。本文建立了混凝土二維和三維Voronoi隨機(jī)骨料模型,從細(xì)觀角度對(duì)混凝土試件的動(dòng)態(tài)單軸壓縮和劈裂抗拉進(jìn)行了有限元模擬,具體研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:（1）Voronoi圖形形狀與混凝土骨料形狀相似,都為不規(guī)則形狀,因此用Voronoi圖形來(lái)表示混凝土試件中的骨料。通過(guò)MATLAB編寫APDL程序、ANSYS生成混凝土初始模型、LS-DYNA劃分網(wǎng)格并進(jìn)行有限元計(jì)算,對(duì)混凝土動(dòng)態(tài)... 

【文章來(lái)源】：太原理工大學(xué)山西省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 混凝土細(xì)觀理論分析研究現(xiàn)狀
        1.2.1 格構(gòu)模型
        1.2.2 M-H細(xì)觀力學(xué)模型
        1.2.3 隨機(jī)粒子模型
    1.3 混凝土細(xì)觀力學(xué)數(shù)值仿真研究現(xiàn)狀
    1.4 ITZ研究介紹
    1.5 混凝土動(dòng)態(tài)力學(xué)性能研究進(jìn)展
        1.5.1 混凝土動(dòng)態(tài)性能的試驗(yàn)研究
        1.5.2 混凝土動(dòng)態(tài)性能的數(shù)值模擬
第二章 建立基于Voronoi方法的混凝土隨機(jī)骨料模型
    2.1 概述
    2.2 蒙特卡羅方法
    2.3 Voronoi圖形
    2.4 Matlab和ANSYS簡(jiǎn)介
    2.5 二維Voronoi骨料模型預(yù)處理方法
    2.6 有限元模型
    2.7 生成不同粒徑的骨料
第三章 混凝土動(dòng)態(tài)本構(gòu)模型
    3.1 混凝土動(dòng)態(tài)本構(gòu)模型介紹
        3.1.1 彈性模型
        3.1.2 粘彈性模型
        3.1.3 粘彈性-塑性模型
        3.1.4 滯后模型
        3.1.5 彌散式裂縫模型
        3.1.6 損傷模型
    3.2 混凝土塑性損傷模型
    3.3 本文細(xì)觀各相材料動(dòng)態(tài)本構(gòu)模型及參數(shù)設(shè)置
        3.3.1 骨料
        3.3.2 砂漿(二維)本構(gòu)模型
        3.3.3 砂漿(三維)本構(gòu)模型
第四章 LS-DYNA及有限元理論簡(jiǎn)介
    4.1 LS-DYNA簡(jiǎn)介
        4.1.1 LS-DYNA材料模型
        4.1.2 LS-DYNA的應(yīng)用領(lǐng)域
    4.2 動(dòng)態(tài)接觸算法
    4.3 有限元理論介紹
        4.3.1 力學(xué)基礎(chǔ)
        4.3.2 數(shù)學(xué)求解
第五章 Voronoi混凝土模型動(dòng)態(tài)單軸壓縮數(shù)值模擬
    5.1 概述
    5.2 數(shù)值模型
        5.2.1 幾何模型和有限元網(wǎng)格
        5.2.2 加載和邊界條件
    5.3 數(shù)值結(jié)果和分析
        5.3.1 骨料分布的影響
        5.3.2 骨料體積分?jǐn)?shù)的影響
        5.3.3 破壞模式
        5.3.4 動(dòng)力增強(qiáng)系數(shù)DIF
    5.4 混凝土三維動(dòng)態(tài)抗壓數(shù)值模擬
        5.4.1 三維數(shù)值模型
        5.4.2 破裂路徑
        5.4.3 混凝土單軸壓縮強(qiáng)度模擬結(jié)果
    5.5 本章小結(jié)
第六章 混凝土動(dòng)態(tài)劈裂數(shù)值模擬
    6.1 概述
    6.2 數(shù)值模型
        6.2.1 幾何模型和有限元網(wǎng)格
        6.2.2 加載和邊界條件
    6.3 數(shù)值結(jié)果和分析
        6.3.1 破裂路徑
        6.3.2 動(dòng)力增強(qiáng)系數(shù)DIF
    6.4 混凝土三維動(dòng)態(tài)劈裂抗拉數(shù)值模擬
        6.4.1 破裂路徑
        6.4.2 混凝土單軸抗拉強(qiáng)度模擬結(jié)果
    6.5 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 本文結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[4]大壩混凝土三維細(xì)觀力學(xué)數(shù)值模型研究[J]. 馬懷發(fā),陳厚群,吳建平,黎保琨.  計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào). 2008(02)
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[6]細(xì)觀結(jié)構(gòu)不均勻性對(duì)混凝土動(dòng)彎拉強(qiáng)度的影響[J]. 馬懷發(fā),陳厚群,黎保琨.  水利學(xué)報(bào). 2005(07)
[7]大體積混凝土隨機(jī)骨料數(shù)值模擬[J]. 孫立國(guó),杜成斌,戴春霞.  河海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2005(03)
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[9]混凝土細(xì)觀力學(xué)研究進(jìn)展及評(píng)述[J]. 馬懷發(fā),陳厚群,黎保琨.  中國(guó)水利水電科學(xué)研究院學(xué)報(bào). 2004(02)
[10]混凝土破壞過(guò)程的數(shù)值模擬[J]. 張德海,邢紀(jì)波,朱浮聲,楊順存.  東北大學(xué)學(xué)報(bào). 2004(02)



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