混凝土细观结构数值模拟——材料设计的新方法

摘要

该文是以断裂力学理论为基础,通过计算机仿真模型,提出了材料设计的新思路.首先,在细观层次上,根据蒙特卡罗随机抽样原理,在二维平面上建立了混凝土多边形随机骨料结构模型,然后采用有限元计算方法,根据最大周向正应力准则,对三点弯曲梁构件进行了开裂过程的模拟,并以建筑规范中构件裂缝小于0.2mm的要求为最终破坏标准,得出了裂纹在基质、骨料及界面的扩展路径.有限元计算部分用成熟的有限元软件ANSYS进行了验证.这一数值模拟过程是材料设计计算机仿真的初步尝试,即通过改变模拟中的各种参数值,如骨料粒径、骨料体积比、级配等,就可以寻找出最优的配制,达到材料设计的目的.

目录

文摘

英文文摘

第一章概述

1.1引言

1.2研究简介

1.3研究目的及内容

1.3.1研究目的

1.3.2研究内容

第二章基本理论

2.1断裂力学基本理论

2.1.1概述

2.1.2断裂力学中的几个基本概念

2.1.3线弹性断裂力学基本理论

2.1.4断裂判据

2.2混凝土断裂

2.2.1分析混凝土破坏机理的结构层次观点

2.2.2混凝土的内部结构

2.2.3混凝土线弹性断裂力学

2.3混凝土细观结构的计算机模拟

2.3.1随机数序列

2.3.2骨料生成原理

第三章传统混凝土模拟结果与讨论

3.1基本假定和模型参数的确定

3.1.1骨料模型生成

3.1.2材料参数

3.2有限元软件分析

3.3 MATLAB数值模拟

3.3.1有限元计算网格

3.3.2断裂准则

3.3.3裂纹扩展的实现

3.3.4结果归纳及分析

第四章新型混凝土的探索

4.1研究背景

4.2数值模拟

第五章总结与展望

致谢

参考文献

附录