混凝土彎曲性能存在尺寸效應(yīng)現(xiàn)象,而經(jīng)典連續(xù)介質(zhì)理論無法對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行解釋。Cosserat連續(xù)介質(zhì)理論是在經(jīng)典連續(xù)介質(zhì)理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種更加廣義的連續(xù)介質(zhì)理論,它是把物體看作是由連續(xù)分布并有一定尺寸的微結(jié)構(gòu)組成,考慮了微結(jié)構(gòu)之間的轉(zhuǎn)動(dòng),并在本構(gòu)關(guān)系中引入了材料內(nèi)尺度參數(shù)——內(nèi)稟尺寸,從而建立起宏觀尺度和細(xì)觀尺度之間的聯(lián)系。本文根據(jù)虛位移原理建立基于Cosserat彈塑性理論的混凝土有限元數(shù)值分析模型,模擬混凝土彎曲性能試驗(yàn),將數(shù)值模擬結(jié)果與現(xiàn)有的試驗(yàn)數(shù)據(jù)做比較,研究混凝土彎曲性能尺寸效應(yīng)。本文主要的研究?jī)?nèi)容如下:（1）首先通過對(duì)不同種類、不同尺寸混凝土彎曲性能試驗(yàn)的數(shù)值模擬,驗(yàn)證了考慮內(nèi)稟尺寸參數(shù)的Cosserat數(shù)值解與現(xiàn)有的試驗(yàn)結(jié)果吻合良好,這說明了Cosserat彈塑性理論彌補(bǔ)了經(jīng)典連續(xù)介質(zhì)理論的不足,能夠解釋混凝土彎曲性能的尺寸效應(yīng)現(xiàn)象。采用最大拉應(yīng)力屈服準(zhǔn)則,對(duì)混凝土四點(diǎn)彎曲和三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值模擬,并和現(xiàn)有的試驗(yàn)數(shù)據(jù)作對(duì)比,研究確定了五種混凝土內(nèi)稟尺寸的取值。（2）根據(jù)混凝土的組成材料分析了影響混凝土內(nèi)稟尺寸的因素。主要研究了混凝土的強(qiáng)度、水灰比,含砂率,粗集料強(qiáng)... 

【文章來源】：北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：108 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－４切應(yīng)變??Ｆｉｇ．２－４?Ｓｈｅａｒ?ｓｔｒａｉｎ??１３??

?＾??〇?Ｘ??圖２－３正應(yīng)變ｌ５６］??Ｆｉｇ．２－２?Ｌｉｎｅａｒ?ｓｔｒａｉｎ??Ｉ?？??＿?Ｉ?廠??ｏ?＾??圖２－４切應(yīng)變??Ｆｉｇ．２－４?Ｓｈｅａｒ?ｓｔｒａｉｎ??１３??

精確滿足平衡而引入的矯正項(xiàng)，可以理解為不平衡勢(shì)能（相差一負(fù)號(hào)）的變分。??將一個(gè)表示結(jié)構(gòu)或連續(xù)體的求解域離散成若干個(gè)子域（單元），并通過它們的??邊界上的結(jié)點(diǎn)相互聯(lián)結(jié)成為組合體，如圖２－６所示：??ｒ?ｒ?ｒ?ｒ?Ｉ?ｔ?Ｉ?ｔ?Ｉ?下?ｒ?Ｉ?ｔ?ｒ?Ｉ?＊?ｒ：?ｍ?ｔ?Ｉ?ｔ?Ｉ??＂ｔｉｉ??？?？?？?“—ｔ—ｒ十ｒ?ｒ．．ｒ?？．十！，！?？?？?！?？?ｒ?？?＊??ｔ?，?ｔ?，?ｔ?，?＜?，?１１?，?ｔ?．?Ｉ?．?Ｉ?．?！?．?Ｉ?．?ｆ?．?Ｉ?．?？?．?１?．?Ｉ?．?Ｉ?．?１?．?Ｉ?．?１?．?Ｉ?．?！?．?Ｔ??＊?＊?＊?．?：?丁?＊?＊?＊?＊?？?＊?＊?丁?十’卜?＊?＊??Ｉ：：：：：?：：：：：：：：：：??圖２－６有限元離散??Ｆｉｇ．２－６?Ｆｉｎｉｔｅ?ｅｌｅｍｅｎｔ?ｄｉｓｃｒｅｔｉｚａｔｉｏｎ??將各單元內(nèi)的位移增量表示成結(jié)點(diǎn)位移增量的插值形式，艮｜３：??Ａｕｃ?＝?ＮＡａｅ?（２－２８）??再利用幾何方程得到??Ａｓｃ?＝?ＢＡａｅ?（２－２９）??將式子（２－２８）和（２－２９）代入式（２－２７），得到有限元的系統(tǒng)平衡方程：??，凡產(chǎn)＝（２－３０）??其中＇反＠、Ａａ、分別是系統(tǒng)的彈塑性剛度矩陣，位移增量向量和荷載增??量向量，他們分別由單元的對(duì)應(yīng)量集成：艮??ＩＫ?１?ｘｅ??印一＋?印?（２－３１）??Ａａ?＝?Ｙ?＾ａｅ??十?（２－３２）??覽?（２－３３）??ｅ?ｅ??并且??＇Ｋ：ｐ＝＼ｎＢＴ＇ＤｅｐＢｔｄｘｄｙ?（２－３４）??１＝＼?ＮＴ＇？ｃｄＳ?（２－３５）??＇Ｑ＇＝Ｌ?ＢＴ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]基于Cosserat理論混凝土等準(zhǔn)脆性材料彎曲性能尺寸效應(yīng)[D]. 霍新.北京交通大學(xué) 2018
[2]平面Cosserat理論有限單元法的建立及混凝土抗折強(qiáng)度尺寸效應(yīng)研究[D]. 李苗苗.北京交通大學(xué) 2017
[3]C30鋼纖維混凝土強(qiáng)度尺寸效應(yīng)試驗(yàn)研究[D]. 孫齊圣.華北水利水電大學(xué) 2017
[4]核石墨力學(xué)性能的尺寸效應(yīng)[D]. 郭志洋.上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 2015



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