混凝土破坏的断裂与损伤耦合分析

目的 应用断裂力学与损伤力学耦合分析方法分析混凝土破坏的问题．方法 以三点弯曲混凝土梁为例，应用断裂力学与损伤力学耦合分析方法从理论上确定初始损伤区与断裂区，然后用损伤力学的方法、数值模拟混凝土梁的破坏过程．结果 确定了三点弯曲混凝土梁的损伤区和断裂区尺寸，应用西多霍夫损伤模型和断裂力学的耦合分析方法数值模拟了混凝土三点弯曲梁的破坏过程，发现裂纹是带着损伤区向前扩展的．结论 笔者提出的方法是合理的便于工程应用的模拟混凝土裂纹扩展过程的方法。     

钢筋与混凝土耦合腐蚀RC梁性能研究

在混凝土结构耐久性的诸多影响因素中,钢筋与混凝土的耦合腐蚀已成为引起混凝土结构过早破坏的一个主要因素。基于不同腐蚀损伤水平条件下的14根简支钢筋混凝土梁抗弯试件的试验结果,分析了混凝土与钢筋耦合腐蚀损伤后梁的基本性能。同时,研究了耦合腐蚀对钢筋混凝土梁承载性能的影响,提出了耦合损伤条件下,钢筋混凝土梁抗弯承载力的一般评价方法,为指导此类构件承载性能评价及后续加固设计提供技术参考。     

火灾下隧道衬砌混凝土细观损伤演化

为了客观地反映火灾下衬砌混凝土高温损伤的本质,需要考虑混凝土结构特性的不均匀性.结合细观损伤力学,建立混凝土热力耦合作用下衬砌混凝土细观损伤过程的数值模型,该模型考虑了隧道衬砌结构顶部的受力状态,可以研究隧道衬砌混凝土在火灾过程中的力学行为与损伤过程.研究结果表明,火灾对隧道衬砌混凝土的力学性质和损伤演化过程影响显著,界面的力学特性决定宏观强度的差异;基于强度等效理论,隧道衬砌混凝土在RABT火灾荷载下的累积等效烧损深度呈曲线变化;细观数值模拟下损伤单元比例与等效烧损深度存在较好的线性关系.     

基于统计断裂理论的混凝土本构关系的研究

以圆盘裂纹模型模拟混凝土内部的缺陷，基于统计断裂理论推导出了多轴应力下混凝土的损伤统计模型，并根据应变等价假说，建立了包含损伤的混凝土的基本本构关系。研究结果表明：混凝土中裂纹面之间的摩擦系数不同，混凝土的应力一应变曲线就不同，摩擦系数越大，混凝土的强度就越高；围压越大，混凝土的强度就越大。随着应力、应变的增大，损伤也随之增大，应力一应变关系也由线性变化为非线性；当混凝土的其他材性参数相同时，Weibull模量m越大，混凝土的强度就越小。这些均与当前研究成果相吻合。     

疲劳荷载与硫酸盐腐蚀耦合作用下水泥混凝土应力分析

目前对混凝土腐蚀疲劳问题主要集中在试验研究,难以揭示其变形和破坏的物理机制。针对这一问题,根据扩散理论及损伤力学理论建立了疲劳荷载与硫酸盐腐蚀耦合作用下水泥混凝土应力的数值求解方法。主要推导出受疲劳荷载作用的混凝土扩散系数公式,建立了硫酸盐腐蚀与疲劳荷载耦合关系,分析不同外界环境条件对疲劳荷载与硫酸盐耦合作用下水泥混凝土内部应力的影响,为疲劳荷载与硫酸盐腐蚀耦合作用下水泥混凝土构件损伤演化与寿命预测奠定基础。     

冻融环境下混凝土的断裂损伤试验研究

为研究冻融作用后混凝土的断裂性能及断裂特征,依据GBJ82-85混凝土快速冻融循环试验方法,对24组共72块混凝土试件进行冻融试验.采用四点弯曲试验法分析了300次快速冻融循环条件下水灰比、引气剂对混凝土断裂韧度,断裂能及相对动弹模损失率的影响,并进行了混凝土形貌分析.结果表明,随冻融循环次数的增加,混凝土的断裂韧度、断裂能及相对动弹模损失率呈明显下降趋势,水灰比越大、混凝土随冻融循环次数增加损伤程度越大.引气剂能够大幅度降低由于冻融循环造成的混凝土结构的损伤,断裂能损失率与相对动弹模损失率之间具有良好的线性关系.     

硅灰对冻融环境下混凝土断裂损伤的影响

依据GBJ82-85混凝土快速冻融循环试验方法,采用四点弯曲试验法分析了不同冻融循环条件下引气剂对普通混凝土及硅灰混凝土断裂韧度、断裂能及抗压强度的影响;对混凝土断裂面进行了形貌分析,利用扫描电镜进行混凝土内部微观结构分析.结果表明,随冻融循环次数的增加,未掺引气剂的混凝土的断裂韧度、断裂能及相对动弹模损失率呈明显下降趋势;混凝土随冻融循环次数增加损伤程度增大.相同条件下,普通混凝土较之硅灰混凝土的抗冻性差;引气剂能够大幅度降低由于冻融循环造成的混凝土内部结构的损伤,提高混凝土的抗冻性.     

基于性能演变理论的混凝土细观损伤特性研究

为研究混凝土性能演变过程中的损伤特性,借助细观力学随机骨料模型,将化学-热-力耦合的性能演变模型引入混凝土损伤特性研究中,直观反映早龄期混凝土的材料性能和损伤参数随其内部水化反应的演变过程.结合连接宏-细观热力学特性的均匀化方法,对硬化过程中混凝土三相介质的材料参数进行率定,并且在细观层次上实现早龄期混凝土单轴拉伸试验的数值模拟.结果表明,水化度的空间分布差异性对早龄期混凝土力学参数的取值存在显著影响;采用的水化度损伤模型能够直观反映早龄期混凝土试件在单轴拉伸试验中裂缝萌生、扩展直至贯通的全过程,可以为早龄期混凝土结构的拉伸损伤断裂过程分析提供有力的数值工具.     

碾压混凝土劈裂抗拉的数值分析

碾压混凝土的强度关系到碾压混凝土结构的安全.采用随机骨料模型模拟碾压混凝土的细观结构,利用有限元方法数值模拟碾压混凝土试件劈裂抗拉的细观损伤断裂,并对其劈裂抗拉破坏过程进行了研究.     

一种半耦合韧性断裂准则及其在TRIP780中的应用

为研究高强钢板材在冷成形下的损伤演化与韧性断裂行为,将DF2012韧性断裂准则修正为初始损伤判据,同时参考连续损伤力学理论引入损伤变量D以衡量材料的累积损伤,并将其耦合到塑性模型中,构建了一种半耦合韧性断裂准则。以TRIP780高强钢板为研究对象,针对不同应力状态设计了6种形状的试样,借助电阻损伤测量法与DIC数字图像法进行了力学性能试验并测定初始损伤位移。采用非相关流动准则(NAFR)的Drucker各向异性屈服函数和Swift-Voce硬化模型准确描述了材料的塑性变形过程,然后分别利用试验模拟混合法和逆向工程法对初始损伤模型和损伤演化参数进行了标定。使用Fortran语言将构建的本构模型与损伤演化模型编译为VUMAT子程序并嵌入ABAQUS/Explicit模块中进行断裂模拟预测,并与未耦合损伤模型进行比较。结果表明：构建的半耦合韧性断裂准则能够准确描述TRIP780板材在不同应力状态下变形后期的损伤诱导软化行为,预测的断裂位移最大相对误差仅为1.31%。相较于常用的非耦合断裂模型,所提模型针对具有软化效应的高强钢表现出明显的优越性,适合用于高强钢板冷冲压成形的破裂预测中。     

力学发展及与工程的关系

力学源自于物理学中的经典力学。力学从研究自然规律发展到为自然科学服务，为工程技术服务，并在服务中发展自己的理论，产生了许多新的力学分支。结合自己的工程实践，介绍了实验力学走向工程实际的多种模式。阐述了实验力学与计算力学的关系，讨论了21世纪实验力学的发展前景。     

力学学科的发展现状与21世纪展望

对经典力学的发展过程进行了回顾与现状分析 ,介绍了现代力学的发展状况 ,阐述了力学学科与其他学科的交叉科学的研究现状 ,并根据最新的科学研究成果探讨了 2 1世纪力学的发展趋势。     

实验力学及其研究进展

结合工作实践,阐述了实验力学从主要为力学各学科的建立与发展服务,发展形成为一门有自身的理论、方法和技术,能全面、准确、定量、直接为工程建设和自然科学服务的学科.综述了实验力学的主要分支电测力学、光测力学的研究进展及实验力学的研究趋势.     

半固态金属塑性加工力学的研究进展

从理论研究的角度论述了半固态塑性加工力学的发展概况,并阐述了其发展中所遇到的障碍。随着现代科技手段的运用,半固态塑性加工力学必将日趋完善,走向成熟。     

结构力学辅导与测试系统的研制及应用

采用Authorware5.0软件,研制了结构力学辅导与测试系统。该系统分为学习模块,辅导答疑模块,利用数据库存储建立试题库,同时具有可扩充性,使用方便、灵活。     

混凝土断裂力学及其研究现状

混凝土断裂力学是20世纪60年代基于金属断裂力学的基本理论基础而发展起来的固体力学分支．它主要研究含裂缝体的混凝土材料和混凝土结构的破坏过程以及裂缝传播规律，建立断裂准则，探讨如何控制和防止混凝土结构断裂破坏的措施．综述了断裂力学及混凝土断裂力学的产生和发展，对国内外研究混凝土断裂力学的现状进行了介绍和讨论。     

土本构模型研究的现状及展望

土本构模型课题，是理论土力学中最基础、最重要的研究内容。正确建立并合理应用土本构模型，对于提高岩土工程的计算精度，具有重要意义。论述了土的非线性弹性模型、弹塑性模型、粘弹塑性模型、结构性及损伤模型、内时模型等研究领域的主要成就和最新进展；结合2l世纪岩土工程发展方向，对诸如建立复杂应力状态本构模型、非饱和土本构模型、结构性模型等有待深入研究的领域的发展动向进行了展望。     

卸荷岩体力学的研究与发展

卸荷岩体力学是常规岩体力学的有益补充,其力学特性与加载岩体力学有本质区别.近十几年来,卸荷岩体力学已在宏观力学参数选取、破坏机理以及本构模型研究方面得到了很大的发展,但在以后的研究中更应加强破坏的细观机理、时效性和多场耦合性的研究.     

计算断裂力学研究的现状与进展

论述了计算断裂力学的一些主要数值法的研究和应用现状及它们的特点，计算断裂力学在弹性断裂问题中研究现状及目前主要的研究方向；断裂动力学问题中数值研究的进展及有待深入研究的问题；韧性断裂计算力学研究中急待解决的问题及其研究的广阔领域。     

乒乓球技术力学原理分析

介绍乒乓球运动的发展和力学、运动学的密切关系,分析乒乓球技术所涉及的旋转理论、摩擦理论以及流体动力学原理等物理规律,强调掌握这些理论和原理对提高乒乓球技术所起的促进作用.