一种受剪细观损伤单元模型及其应用

基于剪切损伤破坏机制,发展了相应的细观损伤单元模型,它由弹脆性的微弹簧和模拟裂缝滑移的塑性元件组成.混凝土单轴受压时的宏观性能可用受剪细观损伤单元的并联体来解释,由此建立了混凝土单轴受压的损伤本构关系模型,并建议了塑性变形的简化计算方法.通过引入混凝土剪切单元破坏应变分布随机场,推导了应力与损伤的均值、标准差的表达式.根据混凝土单轴受压时的应力—应变全曲线试验结果,结合随机建模原理和优化算法确定随机场参数和材料参数,将分析得出的受压随机应力—应变关系与试验结果进行比较,二者吻合良好.

M2钢连铸冷却条件对裂纹萌生及扩展的影响

通过扩展有限元法(XFEM),基于Power准则判断裂纹萌生。根据线弹性断裂力学模型描述其扩展方式,采用热力顺序耦合的方式建立圆坯连铸凝固和二冷过程裂纹萌生和扩展数值模型。通过改变冷却条件,优化了连铸冷却参数。结果表明,连铸过程中圆坯表面的热流密度较高,表面径向温度梯度较内部大,造成表面应力集中,形成拉应力裂纹。在二冷区间的第1段,冷却到122 s时距离表面3 mm周向位置处拉应力最大,容易萌生裂纹;裂纹在后续冷却条件下扩展至22 mm长,裂纹末端发展到0.3 mm宽。在裂纹尖端拉应力较大侧,裂纹优先扩展。降低结晶器及二冷各段的换热系数,可降低其拉应力水平,从而消除裂纹的发生。