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.     

基于Python的再生混凝土细观性能模拟方法研究

将再生混凝土看作由原生骨料、老砂浆基体、老界面区、新砂浆基体、新界面区组成的三维细观结构,运用具有动态语义特征的PYTHON语言编写基于蒙特卡罗法生成三维再生混凝土随机骨料模型的算法,通过PYTHON操纵ABAQUS软件内核,实现模型构建与数值分析的合理整合,采用该算法建立四种不同骨料含量的三维再生混凝土随机骨料模型,...     

基于LS-DYNA的混凝土三维随机凹凸型骨料数值建模

提出了三维随机凹凸型碎石骨料生成方法,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件进行数值骨料投放模拟,得到了混凝土三维随机凹凸型碎石骨料几何模型。采用"基本单元模型"在投放区域生成立方体网格单元,结合新的空间点与随机多面体空间相对位置判定方法,判定出各单元材料属性,最后生成混凝土三维随机凹凸型碎石骨料有限元模型。以上混凝土细观有限元模型生成方法较好地控制了骨料粒径、数量和级配,生成的数值模型中骨料体积率在55%左右,处于真实混凝土骨料体积率的范围中。生成的数值骨料与真实碎石骨料形状接近。提出的细观混凝土有限元模型为对混凝土力学性能进行细观数值研究奠定了基础。     

轻骨料混凝土断裂行为的细观数值模拟

基于细观尺度,将轻骨料混凝土看作由轻骨料、砂浆基质、两者之间的粘结界面层和气泡组成的四相复合材料。采用蒙特卡罗方法,随机生成轻骨料与气泡的位置和大小数据,在有限元计算软件ANSYS中建立二维的轻骨料随机分布数值模型,再将该模型导入ABAQUS中,在任意相连的两单元之间插入零厚度粘结单元,在单轴拉伸和压缩载荷作用下得到轻骨料混凝土数值试件的裂缝扩展路径及破坏形式。结果表明:通过该方法建立的数值模型,可模拟得出轻骨料混凝土试件的裂缝扩展路径,从而有助于在细观尺度上对轻骨料混凝土的力学性能进行深入研究。     

钢纤维混凝土细观结构数值模拟自动生成技术

针对钢纤维砼细观模拟中的两大难点问题，即多边形骨料的随机分布与重叠性判断有有奶元网格的自动剖分进行了阐述，给出了部分模拟实例。     

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.     

基于细观层次的混凝土抗压强度与尺寸效应的数值模拟

为了实现混凝土试件抗压强度与尺寸效应的仿真计算分析,在细观尺度下,把混凝土看作是由砂浆、粘结带和骨料组成的三相复合材料,细观尺度下的各相物理力学参数都以试验数据为依据,用随机骨料模型代表混凝土细观结构,利用有限元法和混凝土细观力学的本构关系,借助于计算机强大的运算能力,对混凝土复杂的力学行为进行数值模拟.通过计算发现:...     

混凝土材料的细观结构数值模拟与性能分析

在细观上将混凝土看作是由粗骨料、水泥砂浆和界面三相介质组成的复合材料,根据体视学原理并应用蒙特卡洛方法模拟出混凝土的二维圆形骨料分布;应用理论公式计算出界面厚度,并将界面看作是包围在骨料外面的一层圆环,在细观上模拟生成混凝土的三相组成;基于骨料随机模型,应用有限单元法提出了混凝土稳态氯离子扩散系数的计算方法并与试验结果进行了对比。结果表明,该模型用于计算混凝土稳定氯离子扩散系数是有效的。     

微小车削单元的设计仿真及结构优化

主要研究目标设计与开发微小车削单元,实现微小零件的车削加工,为进一步构建桌面式微型工厂奠定基础。通过全面分析机床微小化带来的关键问题,结合微小车床的特点,提出合理的设计方案。同时采用ANSYS软件对微小车床的整体结构进行动态分析,在此基础上对微小车床的关键部件即中心架和床身分别进行了结构优化,然后对优化后的微小车床进行了动态分析。最后将优化前后的微小车床的动态性能进行对比,通过对比结果,验证了优化后的微小车床具有更好的动态特性。     

再生细骨料及其混凝土的微观结构特征

采用扫描电镜、能谱分析、X射线衍射、显微硬度和氮吸附等微观测试方法研究了再生细骨料及其混凝土的微观结构特征.研究结果表明:再生细骨料是一种组成复杂的、具有一定水化活性的和高渗透性的人造骨料,其主要矿物相为SiO2、CaCO3以及少量的C2S.再生细骨料混凝土内部水泥石孔隙较多,结构密实性较差,同时其与再生细骨料间存在较为明显的界面过渡区,该界面过渡区宽度较大,且界面过渡区两侧的骨料和水泥石的显微硬度均较低.再生细骨料的多孔结构,以及再生细骨料混凝土内部水泥石和界面过渡区微观结构缺陷是导致其大孔增多的主要原因,大孔的增多会对混凝土抗渗性产生不利影响.     

碾压混凝土直剪力学性能的数值模拟

为从细观结构上研究碾压混凝土的直剪力学性能,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粉煤灰砂浆体、粗骨料颗粒、二者间的黏结带和砂浆层面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直剪,对其抗剪参数进行了研究.结果表明:层面和黏结带是碾压混凝土直剪破坏的薄弱环节,所采用的数值模拟计算方法基本可行.     

中低强度机制砂混凝土石粉含量确定的研究

石粉对混凝土性能的影响一直存在争议,其含量的确定是机制砂混凝土研究的热点问题之一。以中低强度等级、不同流动性能的混凝土为研究对象,对比研究了石灰岩机制砂的石粉含量对混凝土坍落度、抗压强度的影响规律。试验结果表明,混凝土的类型不同,在坍落度、抗压强度为最佳值时,机制砂的石粉含量也不同,分别为5%、10%、20%,但对应的水粉比均为0.4。由此推断,在进行中低强度等级机制砂混凝土设计时,可采用水粉比0.4来预测机制砂的最佳石粉含量。     

石粉对水泥浆密实度的影响

石粉对水泥硬化的影响,可归结为化学效应和物理效应。以研究石粉的物理效应机理为出发点,在测试石粉对水泥湿堆积密度影响的基础上,通过公式计算可得在不同石粉与水泥比例时,粉体混合物密实度的变化,并采用Marsh筒法进行了验证。试验结果表明,在获得最大密实度时,不同岩性石粉与水泥的比例分别为:石灰岩石粉为10%,石英岩石粉和花岗岩石粉为5%。这对揭示石粉的物理填充效应和指导石粉做掺和料时的掺入比例具有重要的意义。     

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.     

剪力墙结构抗震可靠度的随机振动分析和计算机模拟

回顾了国内外结构可靠度理论的现状,对地震动随机模型进行了简单介绍和评述、分别用随机振动分析法和计算机模拟法研究了剪力墙结构的抗震可靠度,提出了弯曲型结构的刚度计算公式,推导了计算弯曲型结构抗震可靠度的计算公式,初步实现了用计算机模拟分析结构可靠度代替结构试验的目的。     

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。     

混掺纤维增强轻集料混凝土研究

研究了单一纤维和混掺纤维对轻集料混凝土的韧性、抗压抗折强度、工作性以及表现密度的影响。结果表明，纤维的加入使混凝土的工作性下降，均匀性改善，抗压抗折强度提高，韧性显著改善。通过弯曲韧性指数能很好地衡量轻集料混凝土的韧性。