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基于有效应力正负分解的木材三维弹塑性损伤模型
2025年
准确描述木材的损伤演化过程对于木结构的制造、施工和后期维护具有重要意义。为合理反映木材不同方向损伤的相互影响,根据热力学第二定律建立了的双标量弹塑性损伤模型。采用Hill屈服准则和Voce模型更新木材的有效应力和塑性应变。根据有效应力正负分解和损伤能释放率识别受拉和受压不同的损伤起始点。通过2种标量形式的损伤变量分别追踪木材受拉和受压损伤演化过程。通过编写用户自定义子程序UMAT将本构模型嵌入商业有限元软件ABAQUS。根据已有木材单轴和双轴受力试验结果对本构模型进行验证。计算结果表明,弹塑性损伤本构模型能够准确表征木材的非线性受力行为。基于有效应力正负分解和能量释放率的损伤识别方法能够合理表征木材在双轴受拉和双轴受压状态下的强度包络线。
王明谦
关键词:木材弹塑性损伤模型热力学
基于塑性损伤模型的坝基深埋混凝土防渗墙力学行为研究
2025年
深厚覆盖层中的防渗墙在多荷载共同作用下易产生较大变形,极端情况下甚至会出现严重损伤或开裂。为探讨不同防渗墙材料性能对其变形及损伤的影响,基于Lee-Fenves塑性理论,建立了坝基深埋混凝土防渗墙塑性损伤模型,揭示了防渗墙损伤规律及机理,并以新疆某土石坝设置的186 m深防渗墙为例,研究了5种弹性模量和3种泊松比对防渗墙墙体竖向位移、向下游水平位移及损伤分布的影响。结果表明,防渗墙的损伤主要集中于墙体与基岩接触区域;弹性模量对防渗墙的竖向位移、应力及损伤影响显著;泊松比仅对防渗墙的位移及应力状态有轻微影响,但对墙体损伤情况无显著影响。研究结果可为同类工程中防渗墙的前期设计及后期维护提供支撑。
王兴辰孙新建李国超
关键词:塑性损伤模型深厚覆盖层防渗墙
基于Mohr-Coulomb准则的岩石弹塑性损伤模型应力更新算法研究
2025年
研究提出一种新的基于Mohr-Coulomb准则的岩石弹塑性损伤模型应力更新算法。从能否正确模拟塑性软化过程、是否考虑损伤引起弹模劣化以及数值实现难易程度,系统分析不同峰后软化段数值算法的不足。将岩石变形破坏全过程分为峰前塑性强化、峰后塑性软化和残余阶段塑性流动三个部分,研究提出各部分的应力更新算法。其中:对于峰前塑性强化阶段,从主应力空间推导了隐式返回映射求解算法,包括弹性预测、塑性修正和损伤修正三个步骤;对于峰后段,将塑性软化过程简化为一系列脆塑性跌落-塑性流动过程,采用改进塑性位势跌落方法描述脆塑性跌落过程,采用隐式积分算法描述理想塑性流动,同时考虑损伤修正,克服了应变软化的求解难题;对于残余阶段塑性流动,则可简化为弹性预测和塑性修正。基于FORTRAN语言编译用户子程序UMAT,对有限元软件ABAQUS进行二次开发,实现弹塑性损伤模型数值求解。三轴压缩循环加卸载试验结果和应变软化圆形隧洞开挖力学响应解析解均与模拟结果吻合良好,验证了该文数值算法的正确性。应用于某大型地下洞室群围岩稳定性分析,为地下洞室群设计和施工提供指导。
金俊超景来红杨风威宋志宇张艳妹
关键词:MOHR-COULOMB准则弹塑性损伤有限元
寒区隧道围岩弹塑性损伤模型及围岩-衬砌协同作用研究
寒区基础设施(隧道工程、管道工程和路基工程等)的高质量发展是我国“一带一路”倡议和新时代西部大开发等国家重大战略实施的重要基石,高效、安全、环保和智能已成为我国寒区重大工程建设的发展方向与建设目标。国家重大基础设施川藏铁...
李宏伟
关键词:寒区隧道冻融作用弹塑性损伤模型
基于相场法的花岗岩弹塑性损伤模型及其细观力学行为研究被引量:1
2024年
花岗岩的细观非均质性对其损伤破坏行为有着重要影响。基于热力学原理和力与能量平衡方程,在经典相场模型框架内引入适合岩石类材料的非关联塑性本构关系,构建弹塑性相场模型,通过与解析解和试验数据对比,验证了其正确性和可靠性。在此基础上,采用数字图像处理建立符合真实细观结构的花岗岩非均质数值模型,并对其三轴压缩试验进行数值模拟,在细观尺度预测其宏观力学行为以及分析岩石裂纹扩展机制。研究结果表明:通过与试验数据和传统弹脆性相场模拟结果对比,建立的基于花岗岩真实细观结构的弹塑性相场模型可以很好地捕捉其宏观非线性力学行为;花岗岩的内部裂纹的起裂、扩展以及局部应力场的分布会受到矿物颗粒的力学性质、几何形状及分布的影响。该研究方法为今后研究岩石多尺度损伤破坏问题提供一种简单有效的途径,对评价地下工程中围岩力学性质有着重要的工程实践意义。
李明耀李绍金彭磊丁宇飞左建平
关键词:三轴压缩细观力学
塑性损伤模型下骨料类型及比例对混凝土性能损伤程度的影响
2024年
依托有限元仿真用混凝土塑性损伤原理模拟混凝土二维三相模型,以python语言为基础,根据蒙特卡洛和瓦拉文-富勒级配确定骨料的比例和投放位置,分析了不同骨料类型及不同骨料投放比例对混凝土整体性能的影响。结果表明:骨料的类型、分布位置、比例都对混凝土性能损伤的发展路径有很大的影响,同时影响着应力-应变曲线极值应力。骨料所占比例过大会出现由于初始损伤过多产生大范围损伤,比例过小则会因刚度不足而难以有效发挥骨架作用;骨料边界较为突出的情况下容易出现应力集中现象,损伤过早出现,降低整体的稳定性。进而针对这一结果给出了合理可行的实操建议。
张江
关键词:细观模型有限元混凝土骨料塑性损伤模型
泡沫混凝土弹塑性损伤模型在组合式防护结构中的应用
2024年
为了将新型泡沫混凝土动态弹塑性损伤模型应用到防护结构中,首先开展组合式防护结构预制孔装药爆炸试验;随后利用新泡沫混凝土材料模型对试验进行数值模拟验证,并将新模型的模拟结果与LS-DYNA中Soil and Foam模型的模拟结果进行对比;最后,基于验证的数值模型,开展以梯度泡沫混凝土作为分配层的组合式防护结构预制孔装药爆炸的数值模拟,探讨梯度泡沫混凝土层界面层数和排列方式对组合式防护结构抗爆性能的影响。结果表明,新泡沫混凝土材料模型的模拟结果与试验结果吻合良好,与Soil and Foam模型相比,新模型在应力波传播和损伤破坏方面预测更好,泡沫混凝土层界面层数和排列方式对作用在主体结构上的应力以及分配层的损伤破坏情况有一定的影响。
时述峰孔祥振方秦杨亚高矗
关键词:泡沫混凝土弹塑性损伤模型
基于塑性损伤模型评估含缺陷管道氢损伤的数值分析方法
本发明提出基于塑性损伤模型评估含缺陷管道氢损伤的数值分析方法,包括以下步骤;步骤S1:对试样进行电化学充氢实验及氢渗透模拟确定管道内部氢浓度分布;步骤S2:进行电化学充氢下的单轴拉伸实验,得到受氢脆影响的管线钢应力应变曲...
张朱武林贞诚刘畅
混凝土塑性损伤模型参数计算方法研究
2024年
ABAQUS中的混凝土塑性损伤CDP(Concrete damaged plasticity)模型的参数输入较多,且标定和验证过程比较复杂,模型参数的准确性直接影响数值模拟结果的可靠性。为提高数值模拟的效率和可靠性,本文使用MATLAB代码开发了一个高效的CDP模型参数求解器,该求解器包含了断裂能概念,能够自动校对不同混凝土强度f cu和有限元网格尺寸l eq下的模型参数。通过两组基准模拟(不同网格下的单轴拉伸模拟,单轴循环拉伸和压缩模拟)检验了求解器的可行性。最后,将求解器应用于单调和循环加载下的钢筋混凝土RC(Reinforced concrete)构件数值模拟,模拟结果与试验结果吻合较好,验证了CDP模型参数求解器的准确性。该研究可为工程结构模拟提供有力支持。
张田侯正猛侯正猛李晓琴张盛友孙伟张跃
关键词:塑性损伤模型断裂能钢筋混凝土构件ABAQUS
动静载作用下岩石细观弹塑性损伤模型及冲击破坏特征
滕业奇

相关作者

李晓琴
作品数:34被引量:114H指数:7
供职机构:昆明理工大学建筑工程学院
研究主题:混凝土 DIF ECC 应变率 数值模拟研究
张立翔
作品数:274被引量:1,167H指数:18
供职机构:昆明理工大学
研究主题:水轮机 混流式水轮机 流固耦合 数值模拟 混凝土
胡少伟
作品数:234被引量:887H指数:15
供职机构:南京水利科学研究院
研究主题:混凝土 裂缝 断裂韧度 声发射 PCCP
汪俊华
作品数:9被引量:41H指数:4
供职机构:江苏科技大学土木工程与建筑学院
研究主题:氯盐侵蚀 混凝土 硫酸盐侵蚀 挠度 延性
李尚昆
作品数:19被引量:58H指数:4
供职机构:中国工程物理研究院总体工程研究所
研究主题:传感器 杆件 PBX 空气炮 装填