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T300/Al金属基复合材料动态Monte Carlo细观数值模拟
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作者 夏源明 周元鑫 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2001年第B09期61-65,70,共6页
以修正的剪滞模型和大型精细复合材料计算模型为基础,用Monte Carlo方法对精细网格单元的纤维性能进行随机赋值,同时对网格单元的基体弹塑性能和界面性能(包括摩擦力)以及残余应力进行确定性赋值,建立单向金属基复合材料的Monte Ca... 以修正的剪滞模型和大型精细复合材料计算模型为基础,用Monte Carlo方法对精细网格单元的纤维性能进行随机赋值,同时对网格单元的基体弹塑性能和界面性能(包括摩擦力)以及残余应力进行确定性赋值,建立单向金属基复合材料的Monte Carlo损伤细观数值动力学本构模型。从细观角度对T300/Al复合丝的静、动态拉伸变形,损伤和破坏过程进行了模拟,并对纤维就位性能,纤维原位性能与复合材料性能之间的关系进行了讨论。结果表明,用纤维就位性能模拟出的应力应变曲线与试验结果一致吻合,用纤维原位性能模拟出的结果偏离了试验结果(预报强度高于试验强度),同时也揭示了复合材料的强度主要由纤维的就位强度控制。 展开更多
关键词 金属基复合材料 力学性能 MONTE carlo细观数值模拟
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混凝土二维毛细吸水规律研究的细观数值模拟方法
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作者 王立成 殷鸿杰 邹凯 《计算力学学报》 北大核心 2025年第3期478-484,共7页
当混凝土结构表面局部区域或角部位置相邻侧面与潮湿环境接触时,水分在非饱和混凝土中将以二维毛细吸水的方式传输,呈现与一维毛细吸水过程不同的规律。本文基于非饱和流体理论,建立了混凝土二维毛细吸水规律研究的细观数值模拟方法,并... 当混凝土结构表面局部区域或角部位置相邻侧面与潮湿环境接触时,水分在非饱和混凝土中将以二维毛细吸水的方式传输,呈现与一维毛细吸水过程不同的规律。本文基于非饱和流体理论,建立了混凝土二维毛细吸水规律研究的细观数值模拟方法,并开展了混凝土二维毛细吸水过程的数值仿真分析。结果发现,相同时间内,毛细吸水高度随混凝土表面与水接触区域面积的减小而减小,但单位面积的累计吸水量却表现出增加规律。粗骨料和界面过渡区(ITZ)会分别抑制和促进混凝土局部区域的二维毛细吸水过程。在数值模拟基础上,建立了混凝土一维与二维毛细吸水率之间的关系式。此外,定量分析了混凝土构件角部区域毛细吸水过程的交互效应。 展开更多
关键词 混凝土 二维毛细吸水 细观方法 数值模拟 吸水率
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三维细观早龄期混凝土导热性能数值模拟
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作者 赵卫平 刘英健 +2 位作者 生兆川 程赛 徐旸 《材料导报》 北大核心 2025年第10期107-116,共10页
为研究早龄期混凝土的导热性能,建立了三维细观混凝土模型,分别对不同龄期的混凝土圆柱体模型进行导热性能数值模拟。研究了石灰岩、粉砂岩、玄武岩和石英岩四种岩石种类骨料,并以玄武岩混凝土为例分析了三种不同体积占比以及三种不同... 为研究早龄期混凝土的导热性能,建立了三维细观混凝土模型,分别对不同龄期的混凝土圆柱体模型进行导热性能数值模拟。研究了石灰岩、粉砂岩、玄武岩和石英岩四种岩石种类骨料,并以玄武岩混凝土为例分析了三种不同体积占比以及三种不同粒径级配对早龄期混凝土导热性能的影响。结果表明:三维细观混凝土模型适用于早龄期混凝土的导热性能数值模拟,可以清晰地描绘骨料模型的几何外形及空间分布,展现早龄期混凝土内部的温度场、等温线以及热流场,准确地预测混凝土的导热性能。混凝土导热系数随着龄期的延长而减小,且混凝土的导热系数减小幅度逐渐变小并趋于稳定。混凝土模型的导热系数与岩石的导热系数呈正相关,岩石骨料的导热系数越大,混凝土整体的导热系数也越大。骨料体积占比对混凝土导热系数影响显著,混凝土的骨料体积占比越小,混凝土的导热系数越小。骨料粒径级配对混凝土导热系数的影响不显著。有限元模拟计算值与Hamilton和Crosser导热系数模型理论值之间的误差均在2.5%以内,表明模拟结果具有较高的准确性。 展开更多
关键词 早龄期混凝土 参数化建模 导热性能 细观混凝土 数值模拟
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土石混合体细观数值模拟的弹塑性自适应有限元分析
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作者 余科 肖映雄 徐亚飞 《应用力学学报》 北大核心 2025年第2期395-404,共10页
在土石混合体的细观弹塑性有限元分析中,为了能有效克服不规则块石附近的应力集中以及更好地捕捉塑性区大的塑性应变、提高塑性区的计算精度,需要采用自适应网格技术,以避免加密网格时的盲目性。采用基于后验误差估计的自适应网格重划... 在土石混合体的细观弹塑性有限元分析中,为了能有效克服不规则块石附近的应力集中以及更好地捕捉塑性区大的塑性应变、提高塑性区的计算精度,需要采用自适应网格技术,以避免加密网格时的盲目性。采用基于后验误差估计的自适应网格重划分算法,并结合Abaqus二次开发,编写了相应的弹塑性自适应有限元Python脚本,实现了土石混合体细观数值模拟的自适应求解全过程。通过将Python脚本应用于几类典型的二维土石混合体细观结构模型的数值模拟,验证了基于网格重划分算法的自适应有限元方法在克服应力集中及更好捕捉塑性区大的塑性应变、提高塑性区计算精度上的有效性和适应性。 展开更多
关键词 细观随机模型 自适应网格重划分 等效塑性应变 应力集中 数值模拟
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基于三维细观模型的玄武岩纤维混凝土数值模拟 被引量:4
5
作者 熊汪 覃书豪 +3 位作者 彭定东 周超 吴辽 王玲玲 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2024年第1期181-190,共10页
基于玄武岩纤维-砂浆界面的相关理论和试验数据,提出一种建立小直径纤维-骨料混凝土细观模型的方法,研究玄武岩纤维混凝土的损伤演化和纤维对混凝土的增强机理。通过建立的随机纤维-骨料混凝土三维细观模型预测和验证了玄武岩纤维混凝... 基于玄武岩纤维-砂浆界面的相关理论和试验数据,提出一种建立小直径纤维-骨料混凝土细观模型的方法,研究玄武岩纤维混凝土的损伤演化和纤维对混凝土的增强机理。通过建立的随机纤维-骨料混凝土三维细观模型预测和验证了玄武岩纤维混凝土的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、轴心抗压强度和抗折强度等力学性能,并从细观角度分析了混凝土的损伤演化和纤维的作用机理;建立不同分布形式、不同纤维掺量的随机纤维-骨料混凝土模型,研究了细观模型的力学稳定性及纤维掺量对混凝土的影响规律。结果表明:基于该方法建立的细观模型在预测玄武岩纤维混凝土静态力学性能方面具有较高的可靠性;混凝土损伤首先发生在较大基体变形的薄弱界面过渡区,并随着荷载的增加延展、联接,最终导致试件的整体破坏;玄武岩纤维具有抵抗基体变形的约束作用,对混凝土力学性能影响明显;纤维掺量小于1.5%时,掺量越大,增强效果越明显。 展开更多
关键词 玄武岩纤维混凝土 三维细观模型 力学性能 纤维掺量 数值模拟
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随机凹凸骨料混凝土模型受压数值模拟
6
作者 刘茜茜 李效民 +1 位作者 刘利宝 白峰涛 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第8期137-144,共8页
为解决凸多面体骨料模型不能有效模拟实际骨料中存在的凹多面体这一问题,本文提供了一种简洁高效的随机凹多面体生成方法:首先,采用黏结-失效代替传统三相模型中的界面过渡区(Interface transition zone,ITZ),建立了三维随机凹凸骨料混... 为解决凸多面体骨料模型不能有效模拟实际骨料中存在的凹多面体这一问题,本文提供了一种简洁高效的随机凹多面体生成方法:首先,采用黏结-失效代替传统三相模型中的界面过渡区(Interface transition zone,ITZ),建立了三维随机凹凸骨料混凝土细观模型;其次,通过对随机凸骨料和随机凹凸骨料混凝土模型进行单轴受压模拟发现,分析得到凹多面体骨料凹角处存在“遮蔽效应”,这一效应提升了试件的抗压强度,但骨料凸角处承担更大应力,导致开裂时破坏更严重;然后,基于随机凹凸骨料模型进行带有初始缺陷的混凝土试件的受压模拟,结果表明,混凝土内部初始缺陷越多,强度越低;最后,对黏结强度按照骨料粒径进行分级设置的模型进行受压模拟,结果表明,将不同粒径骨料的黏结强度设置为相同值是可以接受的做法。本文提出的随机凹凸骨料混凝土建模方法为混凝土细观力学的研究提供一种较为高效的方式,并为更深入地理解混凝土材料力学性能和破坏机制提供了新的视角。 展开更多
关键词 随机凹凸骨料 细观混凝土 遮蔽效应 数值模拟 单轴压缩
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准噶尔盆地三叠系百口泉组砂砾岩细观变形破坏数值模拟 被引量:2
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作者 黄刘科 刘睿 +3 位作者 何睿 马俊修 谭鹏 王灿 《石油实验地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期833-844,共12页
我国西部准噶尔盆地三叠系百口泉组砂砾岩致密油资源丰富。因砂砾岩储层中含有众多成分及强度大小不一的砾石,导致砂砾岩力学特征受砾石的形状、尺寸及物性影响较大,进而影响砂砾岩油藏的压裂裂缝复杂程度和压裂改造效果。鉴于此,针对... 我国西部准噶尔盆地三叠系百口泉组砂砾岩致密油资源丰富。因砂砾岩储层中含有众多成分及强度大小不一的砾石,导致砂砾岩力学特征受砾石的形状、尺寸及物性影响较大,进而影响砂砾岩油藏的压裂裂缝复杂程度和压裂改造效果。鉴于此,针对准噶尔盆地百口泉组砂砾岩储层特征,建立了随机不规则多边形砾石的生成方法,并基于颗粒离散元法建立了砂砾岩力学数值模型,研究了典型砾石含量和分布对砂砾岩细观力学特征的影响机理。砂砾岩变形破坏数值模拟结果表明:低强度砾石对裂缝延伸的屏蔽作用较弱,裂缝大多呈“穿砾”模式,而高强度砾石对裂缝的屏蔽作用较强,裂缝更多呈“绕砾”模式;围压增加,岩石抗压强度明显增加,峰值应变能及滑移能也呈线性增加,且应变能增长显著;含不同砾石组合的砂砾岩储层中,剪切微裂缝数量随围压的增加而增加,且具有线性特征关系,高围压下含高强度砾石的砂砾岩具有更显著的塑性及延性特征,且存在明显的二次破坏现象;随低强度砾石的减少或高强度砾石的增加,砂砾岩的弹性模量增大,且抵抗变形能力增强,而不同砾石组合情况下,围压对砂砾岩弹性模量的影响较小;砂砾岩宏观破坏带的形成发育过程很大程度受控于内部细观结构,且受围压、砾石类型(力学强度)等的影响较大。 展开更多
关键词 砂砾岩 细观分析 变形破坏 离散元法 数值模拟 百口泉组 准噶尔盆地
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弯-剪-扭复合受力CFRP布加固RC梁抗扭性能细观数值分析 被引量:1
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作者 李冬 贺益帅 +2 位作者 张江兴 金浏 杜修力 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期958-973,共16页
为了研究弯-剪-扭复合受力条件下碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer, CFRP)布加固钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)梁的抗扭性能,建立体现混凝土材料非均质性、钢筋-混凝土黏结滑移关系和CFRP布-混凝土相互作用... 为了研究弯-剪-扭复合受力条件下碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer, CFRP)布加固钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)梁的抗扭性能,建立体现混凝土材料非均质性、钢筋-混凝土黏结滑移关系和CFRP布-混凝土相互作用关系的细观数值分析模型。由于缺乏CFRP布加固RC梁在弯-剪-扭复合受力作用下失效破坏的典型物理试验,采用复合对比验证法对数值模型的合理性进行验证,即分别与单独受剪、单独受扭以及受弯-扭复合作用下RC梁和CFRP布加固RC梁的试验结果进行对比验证。进而,基于建立的细观数值分析模型探究了配纤率和扭弯比对CFRP布加固RC梁在弯-剪-扭复合受力作用下抗扭力学性能的影响。结果表明:1)采用CFRP布加固能够显著提高RC梁的峰值扭矩;2)随配纤率增加,RC梁损伤分布范围逐渐变大,CFRP布应变逐渐减小,梁整体峰值扭矩增大,但其增大幅度减小;3)随扭弯比增加,RC梁裂缝分布愈加集中,裂缝与水平方向夹角逐渐减小,梁整体峰值扭矩增大,CFRP布应变减小。建立的考虑弯-剪-扭复合受力作用的数值模拟方法可为后续研究复杂应力状态下CFRP布加固RC梁尺寸效应行为等奠定基础。 展开更多
关键词 CFRP布加固RC梁 剪切 纯扭 弯扭 弯-剪-扭 细观数值模拟方法
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砂土渗流过程的细观数值模拟 被引量:59
9
作者 周健 姚志雄 张刚 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期977-981,共5页
基于散体介质理论,利用PFC2D内置FISH语言定义的流固之间的作用力方程和压力梯度方程,求解不可压缩流体中两相介质的连续方程和Navier-Stoke方程。并尝试用该理论模拟不同水压下渗流引起砂土特性变化的全过程,数值试验得到了流速、渗透... 基于散体介质理论,利用PFC2D内置FISH语言定义的流固之间的作用力方程和压力梯度方程,求解不可压缩流体中两相介质的连续方程和Navier-Stoke方程。并尝试用该理论模拟不同水压下渗流引起砂土特性变化的全过程,数值试验得到了流速、渗透系数、孔隙率和砂的流失量等参量的定性变化规律,表明水土相互作用贯穿于渗流的全过程。模拟结果与试验结果相符,且流速与压力梯度满足达西定律,表明应用该理论来模拟复杂的水土相互作用是可行的,它具有一定的理论意义,为进一步研究多孔介质中考虑流固耦合的渗透破坏研究如流土、管涌等奠定了一定的理论基础。 展开更多
关键词 细观数值模拟 散体介质理论 砂土 渗透破坏
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PDC齿切削砾岩的细观损伤模拟 被引量:1
10
作者 杨宏宇 邓清源 +2 位作者 叶柏良 刘建平 黄安龙 《石油机械》 北大核心 2024年第1期1-10,共10页
砾岩一般具有孔隙结构复杂、非均匀性严重等特点,PDC钻头钻进砾岩地层时破岩效率普遍较低,室内试验很难有效地研究PDC齿的破岩过程。为此,采用离散元软件PFC2D建立了PDC齿切削砾岩的数值模型,研究不同切削深度、前倾角及岩石非均质度情... 砾岩一般具有孔隙结构复杂、非均匀性严重等特点,PDC钻头钻进砾岩地层时破岩效率普遍较低,室内试验很难有效地研究PDC齿的破岩过程。为此,采用离散元软件PFC2D建立了PDC齿切削砾岩的数值模型,研究不同切削深度、前倾角及岩石非均质度情况下,砾岩的破碎形式和过程,引入破岩比功评价了砾岩切削过程中的破岩效率。研究结果表明:一定范围内增加切削深度,砾岩内部剪切裂纹更快萌生且剪切裂纹占比显著增加,主裂纹沿自由面方向和切削方向绕砾扩展;提高砾岩非均质度,岩石逐渐由塑性破坏转变为脆性破坏,非均质度过高会增加砾岩的整体强度,且使作用在PDC齿上的冲击破坏频率增加,不利于破岩;当PDC齿以1 mm切削深度、5°前倾角切削砾岩时,可获得最高的破岩效率。所得结论可为PDC齿设计及切削参数选择提供理论支持。 展开更多
关键词 PDC齿 离散元 砾岩地层 数值模拟 细观损伤 岩石切削
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冲击荷载作用下混凝土抗压强度的细观力学数值模拟 被引量:10
11
作者 杜修力 田瑞俊 +1 位作者 彭一江 田予东 《北京工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期213-217,共5页
为研究混凝土在冲击荷载作用下的细观破坏机制,将混凝土视为由骨料、水泥砂浆及二者间的黏结带所构成的三相复合材料,根据瓦拉文公式确定代表骨料的颗粒数,采用蒙特卡罗方法生成随机骨料模型.采用双折线损伤模型描述混凝土细观单元的损... 为研究混凝土在冲击荷载作用下的细观破坏机制,将混凝土视为由骨料、水泥砂浆及二者间的黏结带所构成的三相复合材料,根据瓦拉文公式确定代表骨料的颗粒数,采用蒙特卡罗方法生成随机骨料模型.采用双折线损伤模型描述混凝土细观单元的损伤退化.利用非线性有限元方法对湿筛混凝土立方体小试件和全级配混凝土立方体大试件在冲击荷载作用下的细观破坏机制进行数值模拟,给出了试件的应力-应变曲线和动态抗压强度.研究结果表明,数值模拟所得的结果与实验结果表现出较好的一致性. 展开更多
关键词 混凝土 冲击荷载 细观损伤 数值模拟
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含软弱夹层土样变形破坏过程细观数值模拟及分析 被引量:22
12
作者 张晓平 吴顺川 +1 位作者 张志增 胡波 《岩土力学》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期1200-1204,1209,共6页
基于颗粒流理论,引入接触连接模型和滑动模型,建立了含软弱夹层试样的颗粒流模型。通过颗粒流程序(PFC)数值模型试验,对含软弱夹层试样的强度和破坏发展进行了数值模拟,分别对比了不同围压以及不同夹层参数条件下的应力-应变关系曲线,... 基于颗粒流理论,引入接触连接模型和滑动模型,建立了含软弱夹层试样的颗粒流模型。通过颗粒流程序(PFC)数值模型试验,对含软弱夹层试样的强度和破坏发展进行了数值模拟,分别对比了不同围压以及不同夹层参数条件下的应力-应变关系曲线,通过位移矢量场分析了破坏发展趋势。模拟结果表明,一般围压条件下试样沿软弱夹层滑动破坏,但在某特定围压下,软弱夹层的存在并不起主要控制作用;试样应力-应变关系曲线峰值随软弱夹层颗粒的摩擦系数和法向接触刚度的减小而下降,当颗粒法向接触刚度趋近0时,试样加载初始阶段呈现塑性流变特征;夹层颗粒的切向接触刚度只有低于某一特定值时才会使试样应力-应变关系曲线峰值降低。通过分析,得到了土体颗粒细观参数和宏观力学行为的内在联系,并对土体软弱夹层力学性质和渐进破坏过程有了更进一步的认识。 展开更多
关键词 软弱夹层 细观参数 颗粒流 数值模拟 应力-应变曲线
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基于表面粘结损伤的复合固体推进剂细观损伤数值模拟 被引量:26
13
作者 职世君 孙冰 张建伟 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期273-279,共7页
为更准确地模拟固体推进剂的细观损伤,研究复合固体推进剂的非线性力学性能,采用分子动力学方法对高填充比复合固体推进剂细观模型进行建模,验证了Surface-based cohesive方法的可行性,并替代经典粘结单元模拟了复合固体推进剂细观颗粒... 为更准确地模拟固体推进剂的细观损伤,研究复合固体推进剂的非线性力学性能,采用分子动力学方法对高填充比复合固体推进剂细观模型进行建模,验证了Surface-based cohesive方法的可行性,并替代经典粘结单元模拟了复合固体推进剂细观颗粒与基体之间界面损伤的产生和聚合。通过对比固体推进剂细观模型的计算结果,研究了复合固体推进剂颗粒粒径、位置的随机分布对固体推进剂细观损伤及宏观力学性能的影响。结果表明,采用Surface-based cohesive方法对固体推进剂细观模型较易进行有限元前处理,易收敛,计算结果比较合理。 展开更多
关键词 固体推进剂 细观力学 界面损伤 数值模拟
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混凝土单轴荷载下细观损伤破坏的数值模拟 被引量:21
14
作者 张子明 赵吉坤 +1 位作者 吴昊 姚朋士 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期422-425,共4页
假设混凝土是由砂浆基质、骨料及它们之间的界面组成的三相复合材料,混凝土的细观力学性质服从Weibull分布,应用细观力学损伤模型研究了混凝土的宏观力学性质,并且通过编制有限元程序对混凝土试件在单向拉伸和压缩情况下的破坏过程进行... 假设混凝土是由砂浆基质、骨料及它们之间的界面组成的三相复合材料,混凝土的细观力学性质服从Weibull分布,应用细观力学损伤模型研究了混凝土的宏观力学性质,并且通过编制有限元程序对混凝土试件在单向拉伸和压缩情况下的破坏过程进行了数值试验.模拟结果表明,该模型可以用来研究单轴荷载作用下混凝土结构的破坏机理和多种尺寸试样尺寸效应律. 展开更多
关键词 混凝土 细观力学 随机骨料模型 损伤与断裂 数值模拟
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基于三维细观模型的全级配混凝土静态力学性能的数值模拟 被引量:12
15
作者 张锦华 方秦 +1 位作者 龚自明 陈力 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期927-933,947,共8页
根据混凝土材料的细观组成和力学特性,研究了骨料几何形状和空间分布规律,建立全级配混凝土三维凸多面体随机细观模型,引入了混凝土细观组份材料的本构模型,分别模拟了单轴、双轴和三轴状态下混凝土的静态力学性能,并建立混凝土梁的三... 根据混凝土材料的细观组成和力学特性,研究了骨料几何形状和空间分布规律,建立全级配混凝土三维凸多面体随机细观模型,引入了混凝土细观组份材料的本构模型,分别模拟了单轴、双轴和三轴状态下混凝土的静态力学性能,并建立混凝土梁的三维宏细观分析模型,研究了三点弯曲梁的变形及裂缝扩展情况。结果表明,本文建立的细观力学模型的计算结果与实验数据吻合较好,可以较好地模拟各种复杂应力条件下混凝土的静态力学性能和损伤破坏机理。 展开更多
关键词 三维细观模型 凸多面体 静力性能 复杂应力条件 数值模拟
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基于细观损伤的混凝土破裂过程的三维数值模拟与CT试验验证 被引量:12
16
作者 田威 党发宁 陈厚群 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第S2期428-433,共6页
在混凝土细观损伤的CT试验基础上,以密度损伤(CT数变化)变量为基础,建立了混凝土分段损伤演化方程,以此进行了混凝土试件单轴受压的细观损伤数值模拟。并从混凝土破坏图和荷载-位移曲线图两方面比较了数值模拟结果与CT试验结果,结果表明... 在混凝土细观损伤的CT试验基础上,以密度损伤(CT数变化)变量为基础,建立了混凝土分段损伤演化方程,以此进行了混凝土试件单轴受压的细观损伤数值模拟。并从混凝土破坏图和荷载-位移曲线图两方面比较了数值模拟结果与CT试验结果,结果表明,试件破坏时裂纹扩展过程与CT观测到的相似,实现了将细观密度损伤(CT数变化)与试件的宏观力学性能的劣化相联系,为改进试验设计提供了力学依据,并使在可靠和有效的前提下用数值方法取代部分试验成为可能。 展开更多
关键词 混凝土 细观损伤 损伤变量 数值模拟 CT试验
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复合固体推进剂细观损伤形貌数值模拟 被引量:13
17
作者 职世君 张建伟 张泽远 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期239-244,共6页
为准确模拟固含量不同时复合固体推进剂细观损伤产生、演化、聚合至宏观裂纹形成的过程,及该过程对复合固体推进剂非线性力学性能的影响,采用分子动力学方法建立了复合固体推进剂颗粒夹杂模型,根据Surface-based cohesive方法,在AP颗粒... 为准确模拟固含量不同时复合固体推进剂细观损伤产生、演化、聚合至宏观裂纹形成的过程,及该过程对复合固体推进剂非线性力学性能的影响,采用分子动力学方法建立了复合固体推进剂颗粒夹杂模型,根据Surface-based cohesive方法,在AP颗粒与基体之间的界面处设置接触损伤。利用有限元法,对含损伤颗粒夹杂模型进行计算,通过对比数值仿真结果,研究了固含量及界面损伤对复合固体推进剂细观损伤形貌及宏观力学性能的影响。结果表明,当固含量较低时,颗粒与基体之间界面损伤的聚合往往发生在少部分颗粒之间,随固含量增大,参与界面损伤聚合的颗粒逐渐增多,形成的宏观裂纹越来越明显;颗粒与基体之间的界面损伤,对复合固体推进剂非线性力学性能影响较大,不可忽略。 展开更多
关键词 固体推进剂 细观力学 界面损伤 数值模拟
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考虑孔隙细观特征的热障涂层脱粘缺陷超声检测数值模拟 被引量:7
18
作者 张伟 马志远 +2 位作者 高剑英 林莉 雷明凯 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期115-121,共7页
为探究孔隙细观形貌对热障涂层脱粘缺陷超声检测定量精度的影响,基于电子束物理气相沉积法制备的厚度约为100μm的ZrO_2-7%Y_2O_3(7YSZ)热障涂层SEM形貌,建立了界面脱粘尺寸0.2~2.0 mm、孔隙率范围0%~5%、孔隙平均宽高比分别为4∶10、6... 为探究孔隙细观形貌对热障涂层脱粘缺陷超声检测定量精度的影响,基于电子束物理气相沉积法制备的厚度约为100μm的ZrO_2-7%Y_2O_3(7YSZ)热障涂层SEM形貌,建立了界面脱粘尺寸0.2~2.0 mm、孔隙率范围0%~5%、孔隙平均宽高比分别为4∶10、6∶10、8∶10和10∶10的多组热障涂层二维随机孔隙模型(Random void model,RVM),采用时域有限差分技术进行了超声检测数值模拟。结果表明:当涂层厚度一定时,涂层声压反射系数幅度谱极值与脱粘尺寸呈线性关系,脱粘尺寸超声定量误差随孔隙率和孔隙平均宽高比的增加而增大,当涂层孔隙率为5%时,超声测量最大相对误差已达到37.7%,孔隙平均宽高比增大为10:10时,超声测量最大相对误差达到36.9%。此外,由于受孔隙分布状态的影响,超声定量结果呈现出一定的波动性。 展开更多
关键词 热障涂层 脱粘 孔隙细观特征 随机孔隙模型 超声检测 数值模拟
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基于土体细观结构重构技术的渗流场数值模拟 被引量:18
19
作者 申林方 王志良 李邵军 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期3307-3314,共8页
真实土体的细观结构由许多个大小不一的土颗粒团组成,传统四参数随机生长法(QSGS)构建的土体结构土颗粒团比较均匀,与实际情况存在较大的差异。为弥补这一缺陷,考虑土体孔隙率及自相关函数的影响,对传统的四参数随机生长法进行改进,实... 真实土体的细观结构由许多个大小不一的土颗粒团组成,传统四参数随机生长法(QSGS)构建的土体结构土颗粒团比较均匀,与实际情况存在较大的差异。为弥补这一缺陷,考虑土体孔隙率及自相关函数的影响,对传统的四参数随机生长法进行改进,实现了更接近于真实土体的细观结构重构。在此基础上基于格子Boltzmann方法,采用D2Q9模型,通过设置模型入口、出口边界为非平衡态外推格式,左右边界及土颗粒边界为标准反弹格式的边界条件,建立了模拟重构土体细观渗流场的二维模型。同时,针对一算例编制了相应的计算程序,研究了恒定流速入渗情况下重构土体的细观渗流场。研究表明:土体的渗流方向优先选择连通性较好孔隙所形成的通道,流速受控于通道整体连通性的优劣。整体贯通型的通道流动速度较快,部分连通的孔隙中其流动速度相对较慢。即使局部孔隙空间较大,其渗流速度仍取决于是否位于贯通型通道上。 展开更多
关键词 四参数随机生长法 土体细观结构 格子BOLTZMANN方法 渗流场 数值模拟
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细观层面的混凝土碳化过程数值模拟 被引量:7
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作者 潘子超 阮欣 陈艾荣 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期900-905,共6页
为在细观层面上研究混凝土碳化问题,首先建立了基于积累分布函数的三维球形骨料生成方法,分析了随机性对模拟结果的影响,对骨料最大粒径、最小粒径和体积分数的选取原则进行了讨论.建立了简化的混凝土碳化数值模型,分析了骨料对宏观层... 为在细观层面上研究混凝土碳化问题,首先建立了基于积累分布函数的三维球形骨料生成方法,分析了随机性对模拟结果的影响,对骨料最大粒径、最小粒径和体积分数的选取原则进行了讨论.建立了简化的混凝土碳化数值模型,分析了骨料对宏观层面混凝土碳化行为的影响.结果表明,骨料的稀释效应和扭曲效应将降低混凝土的碳化深度;骨料在水泥浆中的非均匀分布将导致宏观上混凝土碳化深度的非均匀性. 展开更多
关键词 混凝土 细观模型 数值模拟 碳化
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