混凝土细观层次损伤数值模拟——随机骨料结构的生成

目的在细观层次上对混凝土进行数值模拟,进而对混凝土的力学性能分析.方法应用蒙特卡罗方法,使用C＋＋语言编程开发二维三相混凝土随机骨料结构（RAS）模型.结果提出了避免产生不合常规骨料颗粒的控制措施,引入向量理论分析并去除凹点,弥补了现有方法中确定骨料多边形延伸率的缺陷;并在Visual C＋＋上模拟实现、生成了具有概率和统计意义的RAS.最后,通过一个数值算例验证了所提方法的有效性.结论笔者提出的RAS产生方法为进一步开发混凝土细观有限元模型打下了坚实的基础.     

基于Ansys的混凝土随机骨料模型及细观力学分析

基于Ansys平台,采用APDL命令流,对Ansys进行2次开发,实现了从二维随机骨料投放、有限元网格划分,到施加荷载、分析求解,再到结果输出全过程可视化研究,有效避免了建模软件与有限元数值分析软件之间参数传递关系复杂、接口程序编制困难、兼容性差等问题;提出了利用骨料面积参数和布尔运算判断骨料之间的相容性,使建模更为准确、高效和简便,同时也为建立三维随机骨料模型提供了新的思路;采用骨料偏移算法,生成骨料与砂浆基质之间的薄弱界面,方法可靠;采用所提出的方法生成混凝土随机骨料模型,基于损伤力学理论,开展混凝土细观力学研究.结果表明所提出的方法可行且高效.     

混凝土细观分析中随机多边形骨料生成方法

提出了一种以改进面积判别准则和凸多边形生成方式为基础的二维混凝土骨料随机生成算法。通过对骨料延伸条件的改进和定点位置条件的限定,改进了程序的可执行性,提高了随机多边形骨料的生成效率;通过轴向拉压计算实例对比分析了圆形和多边形骨料对于混凝土试件单轴抗拉、抗压力学性能的影响。结果表明：圆形骨料试件抗拉、抗压能力略高于多边形骨料试件,骨料形状对混凝土试件拉压力学性能数值模拟结果的影响很小。     

基于随机骨料模型的碾压混凝土劈拉性能的数值分析

为从细观结构上研究碾压混凝土的劈裂抗拉力学性能的尺寸效应,采用随机骨料模型模拟碾压混凝土的细观结构,在细观层次上将碾压混凝土看成是由硬化水泥砂浆体、粗骨料颗粒及二者间的黏结带构成的三相非均质复合材料;利用有限元方法数值模拟碾压混凝土的细观损伤断裂和劈裂抗拉,对其劈裂抗拉强度尺寸效应进行了研究。结果表明：黏结层面是碾压混凝土劈拉破坏的薄弱环节,碾压混凝土试件的劈裂抗拉强度存在明显的尺寸效应,所采用的数值模拟计算方法基本可行。     

基于试验二维随机骨料再生混凝土抗压强度研究

制作42个再生混凝土立方体试块并测试其立方体抗压强度,基于二维随机骨料理论推导符合试验用粗骨料级配的二维骨料分布曲线,生成二维随机骨料混凝土有限元模型模拟其抗压强度并与试验结果进行对比.结果表明：再生混凝土抗压强度总体上随再生粗骨料取代率的上升而降低,但再生粗骨料取代率为50%时,试验与有限元模拟结果均存在强度升高的变异现象.随着再生粗骨料取代率的上升,再生混凝土抗压强度峰值应力对应的平均应变有所延后.     

混杂纤维混凝土二维随机建模方法

以二维凸多边形骨料混杂纤维混凝土为例,提出骨料间、骨料与纤维间和聚丙烯纤维与钢纤维间的干涉判断方法,构建混杂纤维混凝土的二维随机投放生成算法和随机游走生成算法,并从骨料投放量、试件密实度、纤维分散性以及生成效率等4个方面对比分析两种算法的优劣。编制界面友好的交互式混凝土/纤维混凝土随机生成程序,展现不同骨料形状的钢纤维混凝土、聚丙烯纤维混凝土及混杂纤维混凝土试件投放效果,以验证生成算法的有效性和程序的可执行性。最后建立3种骨料形状的混杂纤维混凝土细观结构有限元模型。结果显示,随机游走生成算法比随机投放生成算法更适合于生成高填充率的混杂纤维混凝土试件,但其纤维分散性则相对较差。     

全级配混凝土随机骨料二维模型生成的块体切割方法

混凝土细观力学数值模拟分析所得到的结果与混凝土实际力学性能之间的差异大小,在很大程度上取决于所采用的混凝土骨料模型是否合理.目前,混凝土随机骨料的二维模型生成算法以生长法为主,所生成的骨料几何形态具有较大的局限性,且不便于推广应用至三维问题.研究并提出了一种新的随机骨料二维模型生成方法——块体切割法.首先,引入一组随机平面,并假定其方向及位置符合某种概率分布;然后,基于瓦拉文公式推导出随机平面的相关参数的概率密度函数;最后,通过随机平面切割初始块体,得到不同料径和形状的随机骨料.算例分析结果表明,本方法能够生成符合级配要求的随机骨料,可进一步推广至三维问题.     

基于Matlab的混凝土材料细观组成的随机分析

为实现对混凝土材料细观组成单元的随机分析,采用数值试验的方法,从细观层次上模拟混凝土材料的内部组成,根据其组成成分的随机分布,通过Matlab程序仿真,生成力学性质服从特定概率分布的混凝土细观单元,为混凝土破坏的全过程分析提供计算模型.     

基于ANSYS／LS—DYNA的二辊矫直过程数值模拟

应用非线性有限元分析技术,利用ANSYS／LS—DYNA动态模拟二辊矫直机矫直过程,得到了二辊矫直机矫直过程的应变场、应力场等参数的变化特点;分析了不同倾斜角度对矫直质量和矫直精度的影响,可指导现场工程人员迅速调整好矫直辊斜角;给出了矫直过程的矫直力和导板力,为新设备的开发提供理论依据。     

基于ANSYS/LS-DYNA的PCB板跌落仿真

基于ANSYS／LS—DYNA的结构动力分析模块，对电子机箱上的印刷电路板（PCB）进行了有限元跌落仿真分析，模拟了整个跌落撞击过程，分析了跌落高度和缓冲垫对PCB板动态响应的影响。     

基于ANSYS/LS-DYNA的高楼灭火弹侵彻玻璃数值仿真

利用单兵发射火箭弹改进的灭火弹作为传统灭火途径的有利补充,发射后顺利进入火场的可靠性需要进行验证.通过弹丸对玻璃靶板碰撞过程的模拟讨论高楼灭火弹进入火场的可行性.利用ANSYS/LSDYNA软件在侵彻靶板过程中对弹体的应力变化和玻璃撕裂情况进行仿真分析.仿真结果表明:所设计的弹丸能够有效击穿高层建筑专用玻璃,可靠进入火场,弹体强度满足侵彻要求.仿真结果可为高楼灭火弹的进一步研究提供了参考依据.     

FRP筋与混凝土粘结滑移数值模拟

目的对FRP筋与混凝土粘结滑移性能进行数值模拟.方法利用ANSYS非线性有限元程序,对混凝土、FRP筋以及两者之间的粘结滑移作用分别采用不同的单元类型,考虑各材料及其之间的本构关系,对FRP筋混凝土拉拔试件建立分离式的有限元模型,并对其进行计算分析,进一步将计算结果与试验结果进行对比分析.结果对比研究表明,拉拔试件的荷载-加载端、自由端滑移曲线与试验曲线相比,两者吻合较好,且荷载-加载端滑移曲线与试验曲线的吻合程度比自由端要好.另外,模拟得到的试件极限荷载、粘结应力峰值与试验结果均吻合较好,而其相对应的滑移计算值与试验结果相比略大.结论ANSYS非线性有限元程序能够有效地模拟FRP筋和混凝土之间的粘结滑移作用,可以得到较为准确的极限状态值,也能较为准确地模拟粘结滑移的真实受力过程.     

基于ANSYS的核心型钢混凝土柱非线性数值模拟

核心型钢可有效提高钢筋混凝土框架柱的变形能力和耗能能力。本文采用有限元程序ANSYS对5个核心型钢混凝土柱试件进行试验全过程的非线性数值模拟,分析了在不同配钢率和轴压比下核心型钢混凝土柱试件的破坏特征、截面应力分布、裂缝发展和钢筋、混凝土、核心型钢的应力应变发展过程。与试验结果的对比分析表明,ANSYS可以有效模拟核心型钢混凝土柱的整个受力和变形过程。     

基于ANSYS／LS—DYNA的垂直遮障拦截制导武器仿真研究

通过对以巡航导弹和精确制导炸弹为代表的制导武器进行分析和合理假设后，提出使用垂直遮障拦截低空突袭制导目标的构想。建立了制导武器、垂直遮障和碰撞过程的总体模型。并采用ANSYS／LS-DYNA软件对9种不同模型参数的拦截过程进行仿真。仿真验证了2种不同参数的遮障模型可以不被制导武器贯穿。     

基于ANSYS接触分析的高强度螺栓节点数值模拟①

采用通用的有限元程序ANSYSl0．0对摩擦型高强度螺栓节点纯受弯荷载作用下的受力情况进行了接触分析,对数值模拟过程中的单元类型、预应力的施加方式、约束条件及各单元的实常数进行了系统的研究．结果表明：顶板螺栓外侧的螺栓的分担的剪应力大于内侧螺检分担的剪应力,腹板螺检靠近节点板上角的螺栓附近的滑移量最大．本文中的数值模拟方法可用于研究摩擦型高强度螺栓节点的摩擦力分布规律及极限承载能力,弥补试验过程中的不足．     

钢筋混凝土梁CFRP加固的ANSYS数值模拟研究

采用ANSYS有限元程序,对碳纤维布加固的矩形截面钢筋混凝土抗弯梁和未加固梁进行了非线性有限元数值模拟计算,模拟结果表明：碳纤维加固梁的截面较好地符合平截面假定;与未加固梁相比较,碳纤维加固后的混凝土梁,正截面承载力有较大的提高,裂缝间距和宽度变小,表明加固后梁的刚度有较好提高。     

基于ANSYS软件二次开发的铸造充型和凝固耦合过程数值模拟研究

对于ANSYS软件的通用性和缺乏专业针对性的特点。采用ANSYS提供的二次开发工具开发了中文界面的铸造充型和凝固耦合过程数值模拟系统,实现了模块界面简洁和易操作性的预期功能,并证实了以ANSYS为平台开发专业模块的可行性。     

基于ANSYS的预应力砼转换梁 张拉施工模拟分析研究

结合实际工程背景,选取一根具有代表性的预应力砼转换梁,基于ANSYS建立有效计算模型,详细模拟分析预应力筋分段张拉的施工过程,通过对模拟计算结果分析,得到有关应力应变及变形的特点,以此提出有关设计及施工方面的建议,望能给工程实际运用提供借鉴。