基于近场动力学理论的混凝土损伤断裂行为数值模拟

发布时间：2023-10-27 08:12

　　随着社会的不断发展,人们对混凝土结构设计提出越来越高的要求,需要精准预测结构在地震期间的性能水准,而这种预测主要依赖于数值分析手段。此外,结构的优化设计、加固,可靠度分析和安全性评价等工作也依赖于其本构模型和数值分析方法的选取。为保证混凝土结构安全、经济、适用,分析并掌握混凝土结构在复杂加载条件下的损伤开裂机理至关重要。现有的数值方法和理论模型仍存在不足,精确预测混凝土结构非线性行为依然存在较大困难。作为一种新兴无网格非局部理论,近场动力学(Peridynamics,PD)规避了传统方法中基于连续性假设的空间微分方程的求解,同时吸取了分子动力学的优点,在分析物体中裂纹、缺陷等问题具有独特优势。为此,本文主要基于键基(bond-based)近场动力学理论和非常规态基(nonordinary state-based)近场动力学理论,编制相应数值分析程序,研究其在混凝土损伤断裂行为中的数值模拟问题,论文主要内容和创新成果如下:(1)通过引入包含待定形状参数p的影响函数,并联系PD弹性势能密度和传统连续介质力学理论中应变能密度推导出PD基本参数,以一维杆为例通过离散化以及欧拉变换分别推导出键基...

【文章页数】：140 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文的主要研究内容及论文结构
2 近场动力学理论及其频散特性分析研究
    2.1 键基近场动力学理论简介
    2.2 态基近场动力学理论简介
    2.3 PD方程频散特性分析
    2.4 本章小结
3 基于键基PD理论的混凝土-锚栓拉拔数值模拟
    3.1 改进键基PD混凝土本构模型
    3.2 键基PD方程算法实现
    3.3 数值模拟算例
    3.4 本章小结
4 基于非常规态基PD理论的三维混凝土-锚栓拉拔数值模拟
    4.1 非常规态基PD材料本构模型
    4.2 基于非常规态基PD的混凝土本构模型
    4.3 非常规态基PD算法流程
    4.4 数值模拟算例
    4.5 本章小结
5 基于非常规态基PD模型的混凝土细观断裂数值模拟
    5.1 混凝土细观建模
    5.2 混凝土试件受拉伸荷载的PD数值模拟
    5.3 模拟结果分析与讨论
    5.4 本章小结
6.主要结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表的论文
附录2 攻读博士学位期间参与的科研项目



本文编号：3856933