發(fā)布時間：2022-02-11 09:52

　　本文在細(xì)觀層面上將混凝土視為由水泥砂漿、骨料以及二者之間的過渡界面層構(gòu)成的三相非均質(zhì)復(fù)合材料,基于Matlab自編程序研制了二維、三維任意形狀的隨機(jī)骨料生成與投放算法。運(yùn)用有限元軟件對混凝土力學(xué)性能進(jìn)行研究,通過進(jìn)行大量的數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn),分析了骨料的隨機(jī)分布、粒徑、強(qiáng)度等各種因素對混凝土彈性模量的影響以及混凝土細(xì)觀結(jié)構(gòu)的損傷破壞特征。論文的主要工作如下:1.運(yùn)用Matlab編程語言,對目前研究中關(guān)于隨機(jī)骨料建模過程中的技術(shù)難點(diǎn)問題進(jìn)行優(yōu)化,運(yùn)用搜索算法進(jìn)行橢圓、多邊形以及橢球骨料之間的干涉判斷,改進(jìn)了凸多面體之間的侵入判斷準(zhǔn)則,優(yōu)化了骨料隨機(jī)生成的算法,提高了混凝土隨機(jī)骨料的投放率,并基于Matlab軟件實(shí)現(xiàn)了模型隨機(jī)生成過程的可視化。2.利用映射法和網(wǎng)格自動剖分法對混凝土隨機(jī)骨料模型進(jìn)行網(wǎng)格剖分,材料自動識別并賦予各組分材料屬性;鑒于三維模型網(wǎng)格的復(fù)雜性,采用Hypermesh對三維隨機(jī)骨料模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分優(yōu)化,得到了質(zhì)量較好的網(wǎng)格單元模型,為數(shù)值計(jì)算提供優(yōu)質(zhì)模型。3.按《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011制備不同尺寸的C30混凝土試塊和水泥凈漿立方體試塊,并進(jìn)行一系列的軸... 

【文章來源】：武漢科技大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究意義
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要研究工作
第2章 骨料隨機(jī)生成與投放模型及程序開發(fā)
    2.1 混凝土隨機(jī)骨料模型概述
    2.2 二維隨機(jī)骨料模型的生成
        2.2.1 隨機(jī)數(shù)及其產(chǎn)生
        2.2.2 圓形骨料的隨機(jī)生成
        2.2.3 橢圓形骨料的隨機(jī)生成
        2.2.4 多邊形骨料的隨機(jī)生成
    2.3 三維隨機(jī)骨料模型的生成
        2.3.1 球體骨料的隨機(jī)生成
        2.3.2 橢球體骨料的隨機(jī)生成
        2.3.3 凸多面體骨料的隨機(jī)生成
    2.4 界面層的生成
    2.5 混凝土細(xì)觀模型網(wǎng)格剖分
        2.5.1 二維模型網(wǎng)格剖分
        2.5.2 三維模型網(wǎng)格剖分
    2.6 可視化界面的設(shè)計(jì)
    2.7 本章小結(jié)
第3章 混凝土試件力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)研究
    3.1 實(shí)驗(yàn)所用原材料及設(shè)備
        3.1.1 原材料
        3.1.2 實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備及儀器
    3.2 實(shí)驗(yàn)過程
        3.2.1 試件原材料配比
        3.2.2 混凝土試件制作及實(shí)驗(yàn)測試
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 混凝土彈性模量數(shù)值模擬研究
    4.1 等效彈性模量理論計(jì)算
    4.2 隨機(jī)骨料數(shù)值模型的建立
    4.3 有限元模型計(jì)算參數(shù)
    4.4 界面層材料參數(shù)
        4.4.1 界面層彈性模量的理論計(jì)算
        4.4.2 界面層彈性模量的數(shù)值計(jì)算
    4.5 分析類型及加載方式
    4.6 彈性模量模擬結(jié)果
    4.7 彈性模量影響因素分析
        4.7.1 粗骨料體積率的影響
        4.7.2 粗骨料最大粒徑的影響
        4.7.3 骨料彈性模量的影響
        4.7.4 水泥砂漿彈性模量的影響
        4.7.5 界面層彈性模量的影響
        4.7.6 界面層厚度的影響
        4.7.7 骨料級配的影響
        4.7.8 骨料形狀的影響
        4.7.9 孔隙對混凝土的影響
    4.8 本章小結(jié)
第5章 混凝土細(xì)觀結(jié)構(gòu)損傷過程數(shù)值模擬
    5.1 混凝土損傷演化模型
    5.2 混凝土試件軸心受壓數(shù)值模擬
        5.2.1 建立模型
        5.2.2 損傷參數(shù)
        5.2.3 數(shù)值計(jì)算
        5.2.4 損傷過程
    5.3 結(jié)果分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于損傷理論的混凝土裂縫擴(kuò)展研究[J]. 陳軍,王向東,韓金啟.  三峽大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(06)
[2]基于網(wǎng)格生成的隨機(jī)凹凸型混凝土骨料細(xì)觀建模方法[J]. 汪奔,王弘,張志強(qiáng),周蒙蛟.  計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào). 2017(05)
[3]全級配混凝土細(xì)觀力學(xué)網(wǎng)格劃分的單元切割法與等效彈模的計(jì)算[J]. 丁建新,陳勝宏.  武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2017(05)
[4]骨料粒徑對混凝土界面過渡區(qū)彈性模量與黏結(jié)強(qiáng)度影響預(yù)測[J]. 張迎雪,婁宗科,張臻,王亞云.  混凝土. 2017(07)
[5]混凝土初始損傷細(xì)觀結(jié)構(gòu)特性數(shù)值試驗(yàn)研究[J]. 肖詩云,朱梁.  大連理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(01)
[6]孔隙對混凝土宏觀力學(xué)性質(zhì)的影響[J]. 肖詩云,朱梁.  沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(04)
[7]干濕交替下開裂混凝土中水分傳輸?shù)募?xì)觀數(shù)值分析[J]. 王立成,鮑玖文.  水利學(xué)報(bào). 2016(08)
[8]基于隨機(jī)骨料模型的混凝土彈性模量預(yù)測研究[J]. 楊華,李宗利,惠弘毅.  長江科學(xué)院院報(bào). 2016(02)
[9]混凝土三維參數(shù)化骨料模型的創(chuàng)建方法[J]. 宋來忠,周斌,彭剛,姜袁.  固體力學(xué)學(xué)報(bào). 2015(03)
[10]飽和混凝土劈拉試驗(yàn)動態(tài)特性研究[J]. 梁輝,彭剛,胡偉華,黃仕超.  混凝土. 2015(05)

碩士論文
[1]基于格構(gòu)模型的三維多尺度混凝土受拉斷裂過程數(shù)值模擬[D]. 劉家煜.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]混凝土細(xì)觀結(jié)構(gòu)的自動生成[D]. 伍君勇.大連理工大學(xué) 2006
[3]三級配（全級配）混凝土骨料形狀數(shù)值模擬及其應(yīng)用[D]. 孫立國.河海大學(xué) 2005



本文編號：3620063