【摘要】：在土木工程中,混凝土是應(yīng)用最廣泛的材料之一,其各項(xiàng)性能研究的重要性不言而喻,其成分較復(fù)雜、且具有較大的隨機(jī)性,力學(xué)性能也表現(xiàn)出顯著的隨機(jī)性和非線(xiàn)性,這使得對(duì)于混凝土力學(xué)性能的研究也有較大的難度�；炷疗诒緲�(gòu)模型是混凝土研究中的重要問(wèn)題之一,也一直是國(guó)內(nèi)外混凝土研究的熱點(diǎn)。在過(guò)去的混凝土計(jì)算中,人們往往更多地考慮其承載力校核,而忽視了混凝土結(jié)構(gòu)在疲勞荷載作用下的受力性能退化。事實(shí)上,疲勞荷載對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)的壽命有著較大的影響,所以對(duì)于混凝土疲勞性能的研究至關(guān)重要。本文針對(duì)這一問(wèn)題開(kāi)展了以下卓有成效的研究?jī)?nèi)容。(1)本文由混凝土疲勞損傷演化的過(guò)程中細(xì)觀物理機(jī)理出發(fā),基于一種低尺度斷裂模型,將微孔洞、微裂縫的發(fā)展等效為模型中微結(jié)構(gòu)的斷裂破壞,通過(guò)對(duì)疲勞演化過(guò)程中材料能量耗散的研究,運(yùn)用不可逆熱力學(xué)框架下的損傷力學(xué)理論,提出了一種符合實(shí)疲勞損傷際機(jī)理的混凝土疲勞損傷演化方程,得到了一種形式較為簡(jiǎn)單且預(yù)測(cè)準(zhǔn)確的疲勞本構(gòu)關(guān)系模型。在此基礎(chǔ)上,將得到的本構(gòu)模型編寫(xiě)為FORTRAN程序,并通過(guò)ABAQUS/UMAT接口,將文中提出的本構(gòu)模型應(yīng)用于數(shù)值計(jì)算,使得本構(gòu)模型具有實(shí)用性?xún)r(jià)值。(2)由于疲勞問(wèn)題涉及加載循環(huán)和疲勞壽命兩個(gè)時(shí)間尺度,兩個(gè)時(shí)間尺度間存在巨大差異,因此在進(jìn)行疲勞模擬計(jì)算時(shí),存在計(jì)算耗時(shí)較長(zhǎng)的問(wèn)題。針對(duì)這一問(wèn)題,本文基于趨勢(shì)外推法原理,提出了一種疲勞有限元計(jì)算的加速算法,通過(guò)對(duì)有限元計(jì)算軟件ABAQUS進(jìn)行外部程序調(diào)控的開(kāi)發(fā),選取合適的跳躍步長(zhǎng),對(duì)計(jì)算進(jìn)行跳躍,節(jié)省了跳躍步長(zhǎng)內(nèi)的精確計(jì)算時(shí)間,使得疲勞計(jì)算在保證準(zhǔn)確度可控的前提下提高了疲勞損傷分析計(jì)算的效率,進(jìn)一步使得本文的本構(gòu)模型能夠很好的應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題。本文選取了一混凝土單元對(duì)加速算法進(jìn)行了驗(yàn)證,結(jié)果表明加速計(jì)算后的結(jié)果精度良好,且有效的節(jié)省了疲勞計(jì)算時(shí)間。(3)最后,本文選取了混凝土缺口梁和鋼筋混凝土梁的疲勞試驗(yàn)?zāi)Ｐ?運(yùn)用本文提出的本構(gòu)模型和數(shù)值加速算法,進(jìn)行了構(gòu)建的疲勞損傷性能分析。結(jié)果顯示,本文結(jié)論對(duì)混凝土疲勞性能能夠良好的描述和預(yù)測(cè),對(duì)工程實(shí)際中疲勞損傷分析具有一定的指導(dǎo)意義。
【圖文】：

列車(chē)疲勞荷載下的混凝土橋Fig1.1Concretebridgeunderfatigueloadingfromtrain
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TU528

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前5條

1 李杰;楊衛(wèi)忠;;混凝土彈塑性隨機(jī)損傷本構(gòu)關(guān)系研究[J];土木工程學(xué)報(bào);2009年02期

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本文編號(hào)：2611336