【碩士】混凝土本構(gòu)關(guān)系試驗(yàn)與數(shù)值模擬研究

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內(nèi)容簡介

　　【碩士】混凝土本構(gòu)關(guān)系試驗(yàn)與數(shù)值模擬研究　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：同濟(jì)大學(xué)　　學(xué)位年度：2009　　混凝土是當(dāng)今世界上應(yīng)用最廣泛的工程材料之一。然而，其本身力學(xué)行為的復(fù)雜性對人們利用混凝土與把握混凝土結(jié)構(gòu)在各種外部作用下的力學(xué)特性提出了重重挑戰(zhàn)。為了弄清楚混凝土材料的破壞機(jī)理，長期以來，研究者們做了大量的試驗(yàn)，嘗試用各種理論模型來描述、刻畫它的特性，取得了長足的進(jìn)展。然而，隨著認(rèn)識的發(fā)展，僅僅在宏觀層次的研究已不能滿足人們對混凝土材料破壞機(jī)理更深入理解的愿望。細(xì)觀損傷力學(xué)為人們在更小尺度下探索混凝土的破壞機(jī)制提供了理論框架?！　? 近年來，隨著數(shù)值計(jì)算科學(xué)與計(jì)算機(jī)水平的高速發(fā)展，數(shù)值模擬亦即數(shù)字仿真成為繼試驗(yàn)、理論之后第三個(gè)研究自然規(guī)律的手段。本文的主要工作是建立在細(xì)觀層次上的數(shù)值模擬研究。首先，本文通過對二維混凝土數(shù)字圖像的處理得到了二維有限元數(shù)字模型。接著在Abaqus中對模型進(jìn)行了單壓、單拉及拉壓滯回力學(xué)特性的模擬。清晰地展示了材料在荷載作用下內(nèi)部裂縫的萌生與擴(kuò)展過程，展示了損傷局部化現(xiàn)象?！　? 為了進(jìn)一步更一般的借助數(shù)值模擬研究混凝土，本文在實(shí)驗(yàn)室澆注了混凝土試件與水泥漿試件，其中水泥漿試件的組分與混凝土中硬化水泥漿體完全相同。文中一方面利用CT掃描及三維重構(gòu)技術(shù)獲得了與混凝土試件一一對應(yīng)的三維數(shù)值試件；另一方面測試了混凝土與砂漿的力學(xué)特性與力學(xué)參數(shù)，為數(shù)值試驗(yàn)提供了數(shù)據(jù)依據(jù)。在得到完整的混凝土三維數(shù)值試件的基礎(chǔ)上，本文嘗試?yán)肁baqus模擬了三維數(shù)值試件的單軸拉、壓加載過程。通過與真實(shí)試驗(yàn)的比較，初步驗(yàn)證了本文三維數(shù)值模型的合理性。　　

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