考虑残余变形影响的混凝土疲劳损伤本构模型

从分析混凝土材料的基本损伤机制出发,考虑疲劳荷载作用下混凝土的损伤累积和残余变形,推导了由Helmholtz自由能表示的混凝土本构方程,根据变分原理建立了基于能量的混凝土疲劳损伤本构模型.并根据疲劳过程中残余变形的发展规律,定义了物理意义明确的残余变形影响因子,并将其与混凝土变形模量损伤因子一同融入混凝土疲劳损伤本构模型中,为混凝土疲劳行为的计算机分析提供了一种更为精确、简化的混凝土疲劳本构模型.试验数据和数值算例的对比误差不超过3%,从而验证了该模型的准确性与适用性.

基于断裂力学的钢筋疲劳损伤本构模型研究

基于钢筋内部疲劳裂纹的扩展规律,利用断裂力学知识建立了钢筋的疲劳损伤本构模型,该模型中疲劳损伤变量是一个与钢筋直径、应力幅、应力比、屈服强度、极限强度、材料断裂韧性相关的函数。提出了由弹性预测、塑性修正、损伤更新三个步骤组成的钢筋疲劳损伤本构模型的数值算法。结果表明:将钢筋的疲劳本构模型开发为子程序,与通用有限元程序搭建接口,得到的有限元预测值与试验值吻合良好;同时模型所估算出的钢筋疲劳寿命与试验结果较为接近,验证了模型的合理性。

基于应变强度理论的岩石疲劳损伤本构模型

针对岩石疲劳损伤的本构模型问题,通过分级加卸载试验。根据所得到应力应变曲线,分析其疲劳特征,根据应变强度理论,建立岩石疲劳损伤本构模型;使用Levenberg-Marquardt算法拟合得到本构的参数值,并对参数演化进行分析。研究表明:(1)随着试验进行,岩石残余应变逐渐累积,应力应变曲线和滞回环位置逐渐右移;(2)拟合参数与应力峰值有关,呈现有规律的变化;(3)根据应变强度理论建立的疲劳损伤本构模型能够较好地描述岩石在加卸载情况下的应力应变变化关系。