干湿循环腐蚀环境下混凝土墩柱的抗侧向冲击性能

为了研究受损混凝土墩柱在冲击作用下的动力响应及破坏形式,基于受损墩柱抗侧向冲击破坏试验进行了其抗冲击性能的数值模拟分析。通过修改关键字文件(.key文件)继承上一次冲击的损伤,实现对受腐蚀钢筋混凝土墩柱的连续多次冲击的模拟。分析表明:在几何模型上预设了顺筋初始锈胀裂纹,该几何模型能够较好反映混凝土墩柱由于氯离子腐蚀和干湿循环腐蚀造成的初始环境损伤;HJC本构模型、脆性损伤本构模型、盖帽本构模型和混凝土损伤本构模型等4种常用混凝土动态本构模型的数值模拟结果与试验结果基本吻合。     

关于混凝土HJC本构损伤模型的几点探讨

运用非线性动力分析软件15-DYNA,选用111#材料模型-HJC动态损伤本构模型,对混凝土SHPB试验进行数值模拟,探寻HJC模型部分材料参数的意义以及模型本构.数值模拟结果表明:在选用HJC动态本构模型模拟混凝土SHPB实验中,试样处于三向应力状态,在一维效应影响的同时还存在惯性效应的影响.材料参数A、B、C、N、D各自在不同的方面对屈服而的形状产生着影响.     

考虑不同强度钢材动态本构模型差异的钢管混凝土侧向抗冲击性能有限元分析

材料高强化是现代建筑结构的趋势,而采用普通结构钢的动态本构模型直接推演高强钢管混凝土构件的动态力学性能将会带来较大的偏差。为此,讨论了不同强度结构钢的应变率效应及其动态本构模型,并在有限元模型验证的基础上进行圆形与方形截面钢管混凝土侧向抗冲击性能的有限元分析,考察钢材强度与动态本构模型差异的影响。研究表明,随着钢材强度的提高,钢管混凝土的侧向抗冲击性能增强,但与采用不同强度等级钢材的实际动态本构模型相比,采用普通强度钢材模型直接推演分析高强钢管混凝土构件的动态力学响应,会高估钢管混凝土构件的冲击力平台值而低估其跨中位移,即高估钢管混凝土构件的抗冲击性能,且这一高估现象亦会随着钢材强度与冲击能的增大而更加显著。对于受撞后果为中等及高危程度的钢管混凝土构件,需进行精细化有限元分析评估其抗冲击性能。     

预应力混凝土构件冻融环境下疲劳数值模拟

基于冻融与疲劳耦合作用下混凝土弹性模量衰减模型、冻融损伤的混凝土疲劳本构模型以及钢筋的疲劳本构方程,通过ANSYS综合各模型的材料参数,模拟预应力混凝土受弯构件在冻融与疲劳交替作用下的疲劳性能,并与试验结果进行对比.结果表明:数值模拟的预应力混凝土构件弯曲挠度和上边缘的应变与试验结果吻合较好,所得结果可为实际工程中冻融环境下预应力混凝土疲劳性能的数值模拟提供有效方法.     

基于不同本构模型的混凝土结构地震倒塌对比分析

基于混凝土材料本构模型,结合精细化结构单元模型和高效稳定的数值算法,实现了混凝土结构的动力倒塌全过程分析。对建模方法、结构分析方法、材料与构件失效准则等进行了简要介绍。以某钢筋混凝土框架-剪力墙结构为例,分别采用混凝土弹-脆性本构模型、弹塑性本构模型和随机损伤本构模型进行了结构地震倒塌全过程分析。结果表明：混凝土本构模型对结构倒塌分析具有重要的基础地位,本构模型选取不当,将给出错误的倒塌模式或分析结果;混凝土随机损伤本构模型能够准确地预测结构的强非线性行为,可用于复杂混凝土结构倒塌全过程的模拟。     

混凝土弹塑性损伤本构关系统一模型

在提出了静力弹塑性损伤本构模型的基础上，通过对损伤能释放率阀值进行PERZYNA粘性规则化以及引入粘弹性一损伤阻尼应力，建立了基于能量的混凝土弹塑性损伤本构关系统一模型；给出了该模型的基本公式和相应的非线性有限元数值实现算法，并对KOYNA混凝土重力坝进行了动力非线性数值模拟。结果表明：建议统一模型能较好地描述包括应变率效应在内的混凝土典型非线性行为，并可以直接在材料本构层次考虑阻尼的影响，同时其数值算法是稳定有效的，可以应用于大型混凝土结构的非线性分析。     

钢-混凝土混合结构振动台试验的弹塑性损伤分析

通过LS-DYNA程序,二次开发了钢材和混凝土单轴弹塑性损伤本构模型,其中钢材损伤模型采用混合强化准则,可考虑材料的Bauschinger效应;混凝土损伤模型定义了拉、压两个损伤指数,能较为准确地模拟混凝土单边效应、箍筋约束效应等。结合程序中基于显示算法的纤维单元,建立了结构整体数值分析模型,并通过一个缩尺比例为1∶4的3层钢-混凝土混合结构模型振动台试验,验证了数值分析模型的分析精度,数值模拟得到了模型结构的损伤发展过程。此外提出一种通过实测应变反演应变测试部位材料的应力和损伤发展的方法,研究表明,应变反演能充分利用应变测试数据,获得材料应力和损伤发展过程,并对结构的性能退化进行评估。     

基于Weibull强度理论的混凝土冻融损伤本构模型研究

将统计学方法与细观力学方法结合,采用平行杆模型模拟混凝土等脆性材料单轴受压的损伤演化规律。研究了基于Weibull强度理论的混凝土细观统计损伤本构模型,并通过冻融后的混凝土单轴受压本构试验,拟合出模型相关参数m和ε0,提出了基于细观统计损伤力学的混凝土冻融损伤本构方程。最后通过非线性有限元分析软件ABAQUS对提出的模型进行数值模拟,并与试验结果对比分析,验证了所提出模型的合理性。     

C60混凝土的动态抗压性能试验及数值模拟

利用电液伺服加载系统,试验研究了C60混凝土在应变率为1×10~(-4)~1×10~(-1) s~(-1)的单轴动态力学性能。对试验结果进行分析,得到了C60混凝土单轴抗压强度随应变率变化的规律,进而提出混凝土单轴动态受压本构关系。利用ABAQUS有限元平台,采用文章提出的单轴动态本构关系,结合混凝土损伤塑性模型(CDP模型)对C60混凝土的动态抗压性能进行了数值模拟,并与试验结果进行了对比。     

混凝土多轴弹塑性损伤本构模型

建立了混凝土的多轴弹塑性损伤本构模型.考虑到混凝土在受拉和受压荷载作用下的不同破坏机理,将应力张量分解成受拉和受压两部分,定义了塑性屈服函数,从而达到考虑混凝土塑性变形的目的.在连续损伤力学理论的框架内定义了相应的损伤变量,并分别给出了损伤准则,以描述材料的不同损伤过程.对混凝土的单/双轴受拉和单/双轴受压四种加载情形进行了数值计算,并与相关的试验对比,结果验证了模型的正确性及有效性.