二维圆形骨料分布的边界效应及简单应用

应用计算机模拟调查了混凝土圆形骨料分布的边界效应。模拟结果表明 ,当模拟次数趋向无穷大时 ,混凝土中任一点的骨料分布密度趋近于常数 ;对于不同的骨料面积百分数 ,骨料分布密度曲线的形状十分相似 ,均由上升段、下降段和水平段三部分组成。基于这些模拟结果 ,将骨料分布密度和边界层厚度表示成混凝土骨料面积百分数的函数。作为一个简单应用 。

混凝土圆形骨料周边应力集中系数的解析法

由于骨料与砂浆材料力学特性的不同,混凝土内部存在应力集中现象.又由于混凝土内部骨料众多且分布复杂,采用细观力学方法分析混凝土各处应力会遇到计算量大、划分单元困难的难题.因此,针对二维模型推导出了计算混凝土圆形单骨料周边应力集中系数的解析解.根据此解析解,应用叠加方法可通过均匀介质模型近似计算非均匀的混凝土各处应力,使计算模型非常简单.通过对单骨料和四骨料模型进行计算,并与有限元计算结果比较证明本文所给解析方法能够满足精度要求.

混凝土圆形骨料随机投放的双向游走法

针对混凝土二维骨料分布模型的构建问题,提出了圆形骨料随机投放的双向游走法。在模型生成过程中先对骨料进行竖直向下和水平方向的顺向随机游走,再对骨料进行竖直向上和水平方向的随机逆向游走,使骨料在目标投放区域中分布合理均匀。算例分析表明,采用双向游走法进行圆形骨料随机投放,可以实现圆形骨料在混凝土二维投放区域中的连续均匀投放,克服了传统方法所造成的混凝土目标投放区域底部的骨料排列过于紧密,而目标投放区域上部又会出现无骨料空白区域的情况。

椭圆形骨料混凝土弹性模量预测的格构模型

提出了椭圆形骨料混凝土弹性模量预测的格构模型。首先通过在正方形区域中模拟椭圆形骨料分布获得混凝土细观结构;再应用格构模型将混凝土连续体等效为离散体,把格构梁分为骨料、界面和水泥石基体3类单元,并根据三相组分的面积百分数对这3类单元的比例进行修正,较准确地描述了混凝土材料的非均匀性;最后用有限单元法获得混凝土弹性模量。通过与文献中的2组试验结果比较,验证了本文数值方法的有效性。

混凝土中椭圆形骨料分布的边界效应

通过计算机模拟调查了椭圆形骨料分布的边界效应。模拟结果表明,对于给定的骨料面积百分数,随着模拟次数的增加,混凝土中各点的骨料分布密度趋于定值。在模拟方法的有效性得到试验结果的验证后,讨论了骨料级配、长细比、最小骨料直径和最大骨料直径对界面层厚度的影响,基于数值结果,发现界面层厚度随着长细比、最小骨料直径和最大骨料直径的增大而增大,也发现骨料级配对界面层厚度有较大的影响。

骨料形状对混凝土拉伸强度的影响

运用Monte-Carlo方法模拟产生了由骨料、水泥砂浆基体和两者之间的胶结带组成的三相复合材料混凝土试件,采用各向同性的Mazars损伤演化模型描述混凝土细观各相弹性损伤退化过程,利用有限元方法分别进行了混凝土二、三、四级配圆形、多边形骨料试件的单轴拉伸数值模拟.试验结果表明:同一级配任意多边形骨料试件的极限承载力总体上要大于圆形骨料试件的承载能力;二、三、四级配混凝土试件强度依次递减;在应力-应变曲线的软化阶段,圆形骨料较多边形骨料试件软化曲线平缓;多边形骨料混凝土试件的脆性指数较圆形骨料混凝土试件的脆性指数高.

基于势能显式基面力元法的再生混凝土细观裂缝研究

为研究再生混凝土内部微裂纹演变过程与再生骨料取代率、骨料分布及骨料形状的关系,建立再生骨料取代率为0%,30%,50%,70%及100%的二维圆形及任意凸多边形随机骨料模型,通过势能显式基面力元法模拟位移控制模式的单轴压缩试验。结果表明:基面力元法可以用于研究再生混凝土等非均质材料的细观断裂损伤;单轴受压时内部微裂纹首先出现在粘结带位置,随后绕骨料形成离散裂纹,最终在骨料密集区域形成1~2条斜向45°连续破坏裂缝;试件内部微裂纹沿圆形骨料切向方向发展为与骨料直径呈垂直状态的斜向连续破坏裂缝,沿凸型骨料外轮廓线向骨料尖端方向发展为与骨料外轮廓线呈平行状态的斜向连续破坏裂缝;随着骨料取代率的增加,再生混凝土抗压强度逐渐递减,最终趋于稳定,凸型骨料再生混凝土抗压强度略高于圆形骨料再生混凝土。

Python语言在复合材料教学中的应用

为了激发学生的学习兴趣、提高学生的学习效率,进而提高复合材料教学质量,文章首先论述了Python语言在复合材料教学中应用面临的挑战,然后阐述了Python语言在复合材料教学中应用的思路,最后提出了Python语言在复合材料教学中应用的实例,包括二维随机圆形骨料复合材料建模、螺旋结构建模、三维短纤维增强复合材料建模。