基于连续损伤力学的表面涂层损伤模拟

针对传统宏观力学研究涂层问题的局限性,开展了基于损伤力学的表面涂层有限元模拟方法研究。首先建立损伤力学材料模型;然后通过有限元软件ABAQUS提供的子程序(VUMAT)接口,将该材料模型嵌入到ABAQUS求解器;最后对涂层进行数值模拟以分析涂层的力学性能。用该材料模型分析不仅可以得到涂层的应力分布,而且可以得到涂层在载荷作用下的损伤过程。通过研究反力与涂层厚度的关系,提出用裂纹穿透涂层时的反力来衡量涂层的承载能力。此外,还可以根据在一定载荷作用下涂层厚度与裂纹深度的关系得到涂层的临界厚度,进而为涂层厚度设计提供参考。     

基于连续损伤力学的铝车身涂层抗划伤能力

开展了基于连续损伤力学(CDM)的涂层抗划伤能力仿真研究,建立了损伤力学材料模型。通过有限元软件ABAQUS提供的子程序(VUMAT)接口,将该材料模型嵌入到ABAQUS求解器。以裂纹横穿涂层的压头反力来衡量涂层的抗划伤能力,预测涂层抗划伤能力。研究发现:用所建立的自定义材料模型对涂层划伤进行分析,不仅可以得到涂层的应力分布,而且可以预测涂层在载荷作用下裂纹的产生和扩展趋势;涂层对划伤速度高的载荷具有更高的抵抗划伤能力,涂层厚度对涂层抗划伤能力也有一定影响;而基体材料性能和基体厚度对涂层抗划伤能力的影响很小,研究结论可以为涂层材料的优化设计提供理论支持。     

加筋板的累积损伤力学模型研究

为了研究船体梁在循环荷载作用下的极限承载能力,修改了钢材的累积损伤模型,并将其引入到加筋板的极限承载力计算模型之中,提出了一种循环载荷载荷作用下考虑材料损伤累积的加筋板极限承载力的计算方法.采用Visual Basic 6.0编制了循环荷载作用下加筋板的滞回曲线计算程序,进行了加筋板的计算,并采用有限元软件进行对比验证...     

钢框架端板节点力学性能的数值模拟探讨

钢框架梁柱连接节点的力学性能直接影响结构的整体工作性能。本文对多高层框架结构中应用较多的螺栓端板连接节点的力学性能进行了数值模拟,采用ABAQUS建立了其理论分析模型,探讨了三维有限元建模过程中端板节点的单元选取、螺栓预紧力、接触模拟等关键技术。数值模拟结果与试验结果总体上吻合较好。本文结果可为进一步建立此类节点力学性能的数值模型和实用计算方法提供参考。     

耐热钢蠕变损伤力学模型研究

在理论推证和试验的基础上,建立了一种崭新的蠕变损伤强度理论,引入了一个新的强度指标,即材料的极限有效损伤应力强度。实验证明它较之传统强度理论中的屈服极限或强度极限更具有合理性,实验测定结果的稳定性更好。因此,依据该强度理论,可对发生蠕变损伤的耐热钢构件或耐热钢结构的有效使用寿命,作出更加合理的估计。     

基于分段式模型考虑界面损伤的GFRP锚杆-砂浆粘结性能数值模拟

通过编写Vumat子程序定义玻璃纤维增强塑料(GFRP)锚杆材料参数,并考虑GFRP锚杆与砂浆界面的不均匀及损伤特性进行正交各向异性建模,借助ABAQUS有限元软件对GFRP锚杆与砂浆界面的粘结滑移特性进行分段模拟,探究GFRP锚杆轴力、界面剪应力分布形态,进而对不同直径GFRP锚杆-砂浆界面力学特性进行分析.研究结果...     

波形钢组合桥面板受力性能分析

为研究波形钢组合桥面板的受力性能,首先设计了3组9个试件进行推出试验,分析其破坏形态、极限荷载值和滑移量,然后建立了有限元模型,分析了波形钢组合桥面板在跨中集中荷载下挠度、界面滑移、波形钢板和剪力连接件应力及其分布。研究结果表明：开孔板PBL剪力连接件破坏分为弹性阶段、塑性阶段和破坏阶段3个阶段,试件为混凝土剪切破坏,破坏时有着良好的延性,贯穿钢筋和粘结摩擦力对剪力连接件的承载力和滑移量有着重要的作用,5 m跨径的波形钢组合桥面板极限承载力为630 kN,桥面板在荷载作用下经历弹性阶段、裂缝发展阶段、屈服阶段、破坏阶段4个阶段,开孔板PBL剪力连接件可以有效地将两种结构组合在一起,波形钢板和剪力连接件屈服区域均集中在跨中,其中波谷区域最明显。     

Dynamic Mechanical Characteristics and Damage Evolution Model of Granite

By using the technique of the split Hopkinson pressure bar (SHPB),impact tests at different stress wavelengths(0.8-2.0 m) and strain rates (20-120 s-1) were conducted to study the dynamic mechanical properties and damage accumulation evolution law of granite.Test results show that the dynamic compressive strength and strain rate of granite have a significantly exponential correlation;the relationship between peak strain and strain rate is approximately linear,and the increase of wavelengths generally makes the level of peak strain uplift.The multiple-impacts test at a low strain rate indicates that at the same wavelength,the cumulative damage of granite shows an exponential increasing form with the increase of strain rate;when keeping the increase of strain rate constant and increasing the stress wavelength,the damage accumulation effect of granite is intensified and still shows an exponential increasing form;under the effect of multiple impacts,the damage development trend of granite is similar overall,but the increase rate is accelerating.Therefore the damage evolution model was established on the basis of the exponential function while the physical meaning of parameters in the model was determined.The model can reflect the effect of the wave parameters and multiple impacts.The validity of the model and the physical meaning of the parameters were verified by the test,which further offer a reference for correlational research and engineering application for the granite.     

钢波纹管涵洞力学性能的有限元分析

金属波纹管涵具有施工工期短、造价低、对地基扰动小、对基础要求低、适应变形性能好等优点,特别适用于边远地区和多年冻土、软土等特殊地基区域的道路涵洞工程.目前,作为一种新型的道路涵洞形式.对钢波纹管涵洞进行野外现场力学性能测试存在许多局限性,为了克服其局限性,本文在钢波纹管涵洞野外现场力学性能测试的基础上,利用有限元力学分析程序对钢波纹管涵洞的受力变形作计算分析,将计算结果和野外现场实测值进行比较分析,建立合理的有限元力学模型,运用有限元法系统地分析钢波纹管涵洞的力学性能成为可行.     

矩形钢管混凝土双向压弯构件力学性能初探

基于ABAQUS软件,建立了矩形钢管混凝土双向压弯构件的三维实体有限元模型,进行了荷载-变形曲线的全过程数值模拟,理论模型得到了实验结果的验证。基于此模型,进行了矩形钢管混凝土双向压弯构件力学性能的影响因素分析,讨论了荷载偏心角、含钢率、约束效应系数、混凝土及钢材强度等参数对其力学性能的影响规律。本文结论可为进一步研究矩形双向压弯构件的实用设计方法提供参考。     

废钢渣与砂土的混合土材料力学特性试验

目的了解废钢渣与．砂土的混合土材料的力学特性,为废钢渣在松软砂土地基处理中的应用提供理论依据．方法采用应变控制式三轴剪切渗透试验仪进行三轴压缩试验．结果总结出废钢渣与砂土的配合比及龄期的变化对混合土力学性质影响的基本规律,废钢渣与砂土的混合土材料的黏聚力、内摩擦角、最大主应力差、初始弹性模量均较大．结论采用废钢渣对松软砂土搅拌压实后,可有效地提高地基的承载能力、降低基础的沉降量．     

钢梁-混凝土剪力墙直交节点受力性能影响因素分析

目的为了深入研究钢梁一混凝土剪力墙直交节点的受力性能,提出可靠的构造措施．方法利用有限元软件建立合理的计算模型,将计算结果与试验结果对比,验证模型的合理性．利用有限元软件对不同锚板厚度、锚筋截面面积、锚筋布置方式、轴压比、混凝土强度的梁墙节点进行计算,对其受力性能进行分析比较．结果锚板厚度、锚筋布置方式对承载能力和抗震性能影响较大;锚筋直径和混凝土强度对其影响不大;较高的轴压比对其有不利的影响．结论改变锚板厚度和锚筋分布方式可明显提高节点的受力性能,该节点形式具有良好的应用和发展前景．     

多层钢框架顶底角钢连接节点的受力性能研究

通过拟静力试验以及有限元ALGOR程序,对顶底角钢连接节点进行了低周反复荷载作用下试验研究和有限元分析,研究了顶底角钢连接节点的破坏形式、受力性能。分析结果表明:该类节点的强度与刚度主要取决于角钢的强度与刚度,角钢厚度的不同直接影响节点的性能;该类节点具有较好的耗能性能,但强度较低。这些研究结果对顶底角钢连接节点的研究和应用提供了一定的理论基础。