混凝土动力***性能试验与细观数值仿真研究 mobi 下载 网盘 caj lrf pdf txt 阿里云

本文基于细观颗粒元数值模型和动力试验相结合的方法，分析了混凝土直拉、劈拉、弯拉强度等性能；建立了落锤结构全系统仿真模型，对混凝土梁落锤***试验进行仿真分析提出了颗粒元能量模式与传统断裂能的转换关系；基于颗粒元有限差耦合方法进行了无黏结预应力混凝土梁***试验仿真，论证了钢筋混凝土类复合材料的动力特性与破坏机理。

本书适合高校和科研院所水利、土木建筑、力学、材料等专业的师生阅读。

第1章绪论

1.1研究背景及意义

1.2混凝土动力性能研究

1.2.1混凝土动力试验方法

1.2.2混凝土强度率相关规律

1.2.3动力破坏机理研究

1.2.4水工混凝土动力性能研究

1.3混凝土细观数值模型方法

1.3.1有限元模型

1.3.2格构模型

1.3.3离散元模型

1.4论文主要内容与创新点

1.4.1论文主要内容

1.4.2论文创新点

第2章混凝土细观颗粒元模型验证与轴拉、劈拉、弯拉强度试验仿真

2.1概述

2.2混凝土细观颗粒元模型

2.2.1颗粒元平行黏结模型

2.2.2颗粒元能量理论

2.2.3混凝土细观结构预处理及参数反演

2.3混凝土细观颗粒元模型验证与轴拉、劈拉、弯拉强度对比

2.3.1混凝土静动力强度试验及细观模型

2.3.2静力抗拉强度对比与分析

2.3.3动力抗拉强度对比与分析

2.4本章小结第3章混凝土动力***性能试验研究

3.1概述

3.2试验设计

3.2.1试验设备及试件

3.2.2预备试验

3.3试验数据分析

3.3.1加速度***处理

3.3.2惯性力分析

3.4试验结果

3.4.1铝锤头不同落锤高度试验结果

3.4.2铝锤头不同落锤质量试验结果

3.4.3橡胶锤头不同落锤高度试验结果

3.5试验分析及讨论

3.5.1动量冲量平衡关系

3.5.2率相关效应

3.5.3系统能量平衡与混凝土梁能量组成

3.6本章小结

第4章落锤结构全系统细观模型仿真与分析

4.1概述

4.2细观颗粒元全系统模型仿真分析

4.3数值模型结果和对比

4.3.1力时程结果对比

4.3.2竖向位移结果对比

4.3.3混凝土应变结果对比

4.3.4高应变率试验模拟

4.4分析及讨论

4.4.1率相关效应

4.4.2破坏现象

4.4.3系统能量转换过程

4.4.4颗粒元能量转化及对比

4.5本章小结第5章无黏结预应力混凝土动力***性能试验研究

5.1概述

5.2试件及试验装置

5.2.1无黏结预应力混凝土试件

5.2.2试验装置及测量

5.3不同配筋率混凝土梁有效预应力影响研究

5.3.1钢筋动应变

5.3.2混凝土梁开裂过程

5.3.3混凝土梁动力承载力变化及竖向变形

5.3.4能量分析

5.4不同配筋率混凝土梁率相关研究

5.4.1钢筋动应变

5.4.2承载力率相关分析

5.5不同配筋率混凝土梁多次***影响研究

5.5.1钢筋动应变

5.5.2承载力及竖向位移变化

5.5.3混凝土裂纹宽度变化

5.6本章小结

第6章颗粒元有限差耦合模型及预应力混凝土***试验仿真

6.1概述

6.2颗粒元有限差耦合模型

6.2.1有限差分法

6.2.2颗粒元有限差耦合算法

6.2.3颗粒元有限差全系统模型

6.3数值模型结果和对比分析

6.3.1数值结果对比

6.3.2能量过程分析与对比

***本章小结

第7章混凝土梁初始静载影响的细观动力仿真与研究

7.1概述

7.2初始静载影响的试验研究

7.3基于细观颗粒元的初始静载影响分析

7.3.1动力强度增长段

7.3.2动力强度下降段

7.4本章小结

第8章结论及展望

8.1主要研究成果和结论

8.2研究展望

参考文献在学期间发表的学术论文与研究项目致谢

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书摘插图

前言

混凝土在动力荷载作用下，其本构关系与破坏性能显示出明显的与加载速率相关的特征，同时动力强度随应变率的增加而增加，即率相关效应。本文基于细观颗粒元数值模型和动力试验相结合的方法，对混凝土动力***性能进行分析和研究。论文的主要研究工作和创新成果有：

1. 基于细观颗粒元模型，对混凝土直拉、劈拉、弯拉强度试验进行仿真，数值结果和试验中静动力抗拉强度符合良好。三种抗拉强度关系符合现行统计经验公式，验证了仿真模型的有效性。

2. 建立了稳定可靠的混凝土落锤***试验测试系统，通过改变重锤质量、下落高度和锤头材料完成了不同加载速率的***试验，对试验中混凝土梁的承载力、动态位移、应变、断裂过程、动量冲量平衡关系、惯性力和断裂能等动力特性进行了测量和分析。

3. 基于细观颗粒元建立了落锤结构全系统仿真模型，对***试验进行全过程模拟，研究了系统能量的转化过程，并提出颗粒元能量模式与传统断裂能的转换关系。细观数值方法与试验的相互验证揭示了混凝土动力***性能与破坏机理。

4. 设计了无黏结预应力混凝土梁***试验，对钢筋屈服混凝土断裂的非线性相互作用过程进行系统分析，证明预应力钢筋限制了混凝土的变形和裂纹扩展，钢筋的屈服程度决定了混凝土的裂纹扩展程度和多次***的剩余承载力。

5. 基于颗粒元有限差耦合方法，建立了无黏结预应力混凝土梁***试验仿真模型，其中混凝土颗粒单元和钢筋杆单元在锚固点交互作用，对混凝土损伤断裂和钢筋屈服的动力破坏过程进行模拟，并与试验结果进行比较。研究表明，颗粒元有限差耦合模型适用于钢筋混凝土类复合材料的动力特性与破坏机理研究。

6. 基于颗粒元模型对混凝土进行了动力弯曲模拟，解释了初始静载影响的力学机理。通过对力链、裂纹发展和能量过程进行分析，揭示当初始静载水平处于静力线弹性阶段时，混凝土动力强度随初始静载增加，初始静载处于静力线弹性极限时，动力强度；而当初始静载处于静力的损伤软化阶段时，初始裂纹的产生使结构产生损伤，混凝土动力强度下降。