基于连续损伤力学的混凝土疲劳损伤模型

摘要

材料在复杂的环境作用下(如荷载、温度等)将会受到不同程度的损伤,影响损伤的因素具有随机性。当荷载是循环往复应力时,引起的材料力学性能劣化过程称为疲劳损伤。截至目前,国内外学者在疲劳累积损伤领域做了大量的工作,提出了许多的疲劳累积损伤理论和计算模型,但是由于疲劳累积损伤是一个受到众多因素影响的随机事件,所以至今还没有一个统一的、实用的、比较符合累积损伤发展规律的疲劳累积损伤理论及计算模型。作者把现有的疲劳累积损伤理论分为以下几种:1)线性疲劳累积损伤理论;2)双线性疲劳累积损伤理论;3)非线性疲劳累积损伤理论;4)基于热力学势的疲劳累积损伤理论;5)概率疲劳累积损伤论。
　　首先，本文对当前存在的累积损伤理论进行了分类，对每一种疲劳累积损伤模型的优缺点进行了分析，指出了当前疲劳累积损伤领域所存在的问题，并为本领域今后的发展方向提供了建议，以促进疲劳累积损伤理论的研究。
　　其次，为了研究混凝土在疲劳荷载作用下力学性能不断劣化过程，本文从连续介质损伤力学的基本理论出发，根据混凝土的材料性能选定合理的耗散势函数，用残余应变来定义混凝土的损伤量，得到关于残余应变的损伤变量表达式，分析混凝土疲劳损伤的发展规律，选用合适的混凝土微塑性应变方程，推导混凝土在疲劳荷载下的损伤发展率，得到混凝土损伤变量与疲劳次数的关系，从而建立混凝土疲劳损伤模型。

目录

基于连续损伤力学的混凝土疲劳损伤模型

CONTINUUM DAMAGE MECHANICS-BASED FATIGUE DAMAGE MODEL FOR CONCRETE

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 损伤与损伤力学

1.2 损伤现象和连续损伤介质

1.3 损伤的检测与损伤变量

1.4 损伤力学的研究任务和研究方法[8]

第二章 热力学基础与损伤力学基本原理

2.1 热力学状态变量与损伤变量

2.2 连续损伤介质的基本守恒定律

一般守恒定律

质量守恒定律，连续方程

动量守恒定律—Euler第一运动定律

动量距守恒定律—Euler第二运动定律

2.3 热力学第一定律---能量守恒定律

2.4 热力学第二定律—Clausius-Duhem[11]不等式

2.5 本章小结

第三章 各向同性损伤

3.1 各向同性损伤

3.2 弹性各向同性损伤模型

3.3 弹塑性各向同性损伤模型

3.4 本章小结

第四章 疲劳累积损伤理论发展总结与分析

4.1 线性疲劳累积损伤理论

4.2 双线性疲劳累积损伤理论

4.3 非线性疲劳累积损伤理论

Marco-Starkey[21]理论

Henry疲劳累积损伤理论[22]

Corten-Dolan 累积损伤理论

4.4 基于热力学势的疲劳累积损伤理论

4.5 概率疲劳累积损伤理论

4.6 本章小结

第五章 低周疲劳损伤模型

5.1 损伤基础理论推导

5.2 低周疲劳损伤模型

5.3 本章小结

第六章 混凝土疲劳损伤模型建立

6.1 基本方法

6.2 混凝土疲劳损伤模型

耗散势函数的具体形式

损伤变量的表达式

6.3 导出疲劳损伤演化方程

6.4 本章小结

结论

参考文献

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致谢