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基于3D细观模型的混凝土动态压缩行为分析
1
作者
张湘茹
程月华
吴昊
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期53-69,共17页
通过建立混凝土的3D细观模型,在细观尺度上分析动态压缩荷载作用下混凝土材料内部裂缝的产生和发展、损伤演化和动态强度及其影响因素。首先,基于传统的“生成-投放”法生成粒径、形状和空间分布均随机的凸多面体粗骨料模型,并通过骨料...
通过建立混凝土的3D细观模型,在细观尺度上分析动态压缩荷载作用下混凝土材料内部裂缝的产生和发展、损伤演化和动态强度及其影响因素。首先,基于传统的“生成-投放”法生成粒径、形状和空间分布均随机的凸多面体粗骨料模型,并通过骨料沉降和粒径缩放实现粗骨料的大体积率(达50%)和可调控;使用四面体网格划分骨料和砂浆表征其真实物理形状;使用界面粘结接触表征界面过渡区(ITZ)提升计算效率。进一步通过对比不同粗骨料粒径混凝土的分离式霍普金森压杆(SHPB)试验数据与模拟结果,如杆上应变时程、试件动态应力-应变曲线和试件损伤破坏模式,验证了建立的混凝土3D细观有限元模型、参数确定方法和数值仿真方法的准确性。最后,分析了30~100 s^(-1)应变率范围内骨料粒径(4~8、10~14和22~26 mm)、体积率(20%、30%和40%)和类型(石灰岩、花岗岩和玄武岩)对混凝土动态压缩强度的影响。结果表明:粗骨料粒径增大,混凝土动态压缩强度先增大后减小;粗骨料体积率越高,混凝土动态压缩强度越大;混凝土动态压缩强度随粗骨料强度的增加而提高。
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关键词
混凝土
3d细观模型
动态力学行为
粘结接触
应变率效应
下载PDF
职称材料
钢筋混凝土梁冲击响应的3D细观力学模拟
被引量:
1
2
作者
程劲松
文鹤鸣
《中国科学:物理学、力学、天文学》
CSCD
北大核心
2018年第9期209-216,共8页
钢筋混凝土结构在冲击载荷作用下响应和破坏的研究受到了广泛的关注.本文通过建立3D细观力学模型,并结合新近研发的混凝土动态计算本构模型,模拟计算冲击载荷作用下钢筋混凝土梁的响应和破坏.3D细观力学模型假定混凝土是由砂浆基体、粗...
钢筋混凝土结构在冲击载荷作用下响应和破坏的研究受到了广泛的关注.本文通过建立3D细观力学模型,并结合新近研发的混凝土动态计算本构模型,模拟计算冲击载荷作用下钢筋混凝土梁的响应和破坏.3D细观力学模型假定混凝土是由砂浆基体、粗骨料和界面过渡层(Interfacial Transition Zone,简称ITZ层)三相组成的复合材料.混凝土动态计算本构模型考虑了压力相关性、剪切损伤、拉伸损伤、Lode角效应和材料应变率效应等主要因素.结果表明:数值模拟得到的冲击载荷、梁跨中点挠度的时程曲线以及裂纹的分布和扩展模式与实验结果吻合得较好;新提出的混凝土3D细观力学模型和新近研发的混凝土动态计算本构模型可以用来预测钢筋混凝土结构在冲击载荷作用下的响应和破坏.
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关键词
钢筋混凝土梁
冲击响应和破坏
3
d
细观
力学
模型
混凝土动态计算本构
模型
数值模拟
原文传递
题名
基于3D细观模型的混凝土动态压缩行为分析
1
作者
张湘茹
程月华
吴昊
机构
同济大学土木工程学院
出处
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期53-69,共17页
基金
国家自然科学基金(52078379)。
文摘
通过建立混凝土的3D细观模型,在细观尺度上分析动态压缩荷载作用下混凝土材料内部裂缝的产生和发展、损伤演化和动态强度及其影响因素。首先,基于传统的“生成-投放”法生成粒径、形状和空间分布均随机的凸多面体粗骨料模型,并通过骨料沉降和粒径缩放实现粗骨料的大体积率(达50%)和可调控;使用四面体网格划分骨料和砂浆表征其真实物理形状;使用界面粘结接触表征界面过渡区(ITZ)提升计算效率。进一步通过对比不同粗骨料粒径混凝土的分离式霍普金森压杆(SHPB)试验数据与模拟结果,如杆上应变时程、试件动态应力-应变曲线和试件损伤破坏模式,验证了建立的混凝土3D细观有限元模型、参数确定方法和数值仿真方法的准确性。最后,分析了30~100 s^(-1)应变率范围内骨料粒径(4~8、10~14和22~26 mm)、体积率(20%、30%和40%)和类型(石灰岩、花岗岩和玄武岩)对混凝土动态压缩强度的影响。结果表明:粗骨料粒径增大,混凝土动态压缩强度先增大后减小;粗骨料体积率越高,混凝土动态压缩强度越大;混凝土动态压缩强度随粗骨料强度的增加而提高。
关键词
混凝土
3d细观模型
动态力学行为
粘结接触
应变率效应
Keywords
concrete
3
d
mesoscale mo
d
el
d
ynamic mechanical behavior
cohesive contact
strain rate effect
分类号
O347.3 [理学—固体力学]
下载PDF
职称材料
题名
钢筋混凝土梁冲击响应的3D细观力学模拟
被引量:
1
2
作者
程劲松
文鹤鸣
机构
中国科学技术大学
出处
《中国科学:物理学、力学、天文学》
CSCD
北大核心
2018年第9期209-216,共8页
基金
国家自然科学基金(批准号:11572317)资助项目
文摘
钢筋混凝土结构在冲击载荷作用下响应和破坏的研究受到了广泛的关注.本文通过建立3D细观力学模型,并结合新近研发的混凝土动态计算本构模型,模拟计算冲击载荷作用下钢筋混凝土梁的响应和破坏.3D细观力学模型假定混凝土是由砂浆基体、粗骨料和界面过渡层(Interfacial Transition Zone,简称ITZ层)三相组成的复合材料.混凝土动态计算本构模型考虑了压力相关性、剪切损伤、拉伸损伤、Lode角效应和材料应变率效应等主要因素.结果表明:数值模拟得到的冲击载荷、梁跨中点挠度的时程曲线以及裂纹的分布和扩展模式与实验结果吻合得较好;新提出的混凝土3D细观力学模型和新近研发的混凝土动态计算本构模型可以用来预测钢筋混凝土结构在冲击载荷作用下的响应和破坏.
关键词
钢筋混凝土梁
冲击响应和破坏
3
d
细观
力学
模型
混凝土动态计算本构
模型
数值模拟
Keywords
reinforce
d
concrete beams
impact response an
d
failure
3
d
meso-mechanical mo
d
el
computational
d
ynamicconstitutive mo
d
el for concrete
numerical simulation
分类号
TU375.1 [建筑科学—结构工程]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于3D细观模型的混凝土动态压缩行为分析
张湘茹
程月华
吴昊
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
2
钢筋混凝土梁冲击响应的3D细观力学模拟
程劲松
文鹤鸣
《中国科学:物理学、力学、天文学》
CSCD
北大核心
2018
1
原文传递
已选择
0
条
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参考文献
引证文献
统计分析
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