混杂纤维混凝土弯曲韧性有限元分析
发布时间：2021-06-11 21:03
纤维混凝土的韧性是指材料开裂后产生较大变形仍可保持材料强度不明显降低的能力,这一性能的改善在很多应用条件下比强度改善更为重要。国内外现行的弯曲韧性试验方法都是以跨中挠度进行试验控制,但是裂缝扩展方向与挠度方向相同,当采用跨中挠度进行试验控制时,特别是对于纤维掺量较低的混凝土,在试验的软化段容易发生失稳,无法得到完整的软化段曲线。因此,探究综合考虑试验操作过程和评价指标且适用于低掺量混杂纤维混凝土的弯曲韧性评价方法具有极其重要的实用价值。本文采用有限元分析和线性拟合的方法,以已经完成的切口梁弯曲韧性试验为依据,对基于荷载-裂缝口张开位移曲线的弯曲韧性评价方法进行研究,论文的主要工作如下:（1）用Python语言在Grasshopper中写入纤维单元的建模程序,实现了混杂纤维的随机均匀分布;（2）在ANSYS中采用约束方程实现纤维和混凝土两种材料的共同工作,以合理划分荷载子步的方法解决由混凝土显著的材料非线性引起的非线性问题,采用分离式有限元分析模型,将混凝土、钢纤维、塑钢纤维和聚丙烯单丝纤维的本构关系分开考虑;（3）将立方体抗压强度有限元分析作为切口梁弯曲韧性有限元分析的前期准备,通过比...
【文章来源】：湖北工业大学湖北省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Link180单元应力输出对于纤维，本文选用Link180单元
；当其初始设置为单向压缩时，如果分析过程中出现受拉的情压状态对应的刚度矩阵即会被删除从而刚度消失。对于新单元而言，利用其第三个位置上的实常数设置其受压或受拉状态的 Link10 单元。混凝土的单元选择土与岩石类似，属于多相、多组分和多层次的非均质材料[9]，在典型的特点在于抗压强度远远大于抗拉强度，因此，在有限元，应当充分考虑混凝土的非线性特征，不再选用传统线性分析出现剪切锁定和体积锁定等导致不收敛情况的完全积分线中的块体单元 Solid186 和 Solid65、板壳单元 Shell181 和 Shell28 和 Beam189 等 18X 系列单元有较好的非线性特性，其包含的 Strain、Enhanced Strain、Mixed u-P、URI、B-bar 等单元技术能分解，有效处理剪切锁定、体积锁定等问题，而且其材料特性特性，具有足够多的本构模型可供选用[47]。
表征了裂缝的张开与闭合两种状态：当ckε ＜0 时≥0 时，表示裂缝处于张开状态，而且这种裂缝步骤中。以横坐标轴方向上的开裂状态为例，开按照式（2.3）进行计算，其中的式(a)表示没有开发生开裂，式(c)表示纵坐标轴方向上和竖坐标轴( )1( )( )ck ck ckx y zck ck ckck x zckxvavv bcε ε εε ε εε + + = + 混凝土的耦合混凝土的有限元建模
【参考文献】：
期刊论文
[1]多尺寸聚丙烯纤维混凝土抗弯韧性试验研究[J]. 梁宁慧,钟杨,刘新荣. 中南大学学报(自然科学版). 2017(10)
[2]低掺量三元混杂纤维混凝土弯曲韧性试验研究[J]. 周晓洁,刘涛,李长辉. 地震工程与工程振动. 2017(04)
[3]钢-聚丙烯混杂纤维混凝土研究进展[J]. 王艳,赵凯月,宋战平,毕晓静. 硅酸盐通报. 2015(07)
[4]混杂纤维混凝土研究进展[J]. 李习波,焦楚杰,高俊岳,王龙,艾武波. 低温建筑技术. 2014(01)
[5]钢纤维混杂玄武岩纤维增强水泥砂浆的基本力学性能与增强机理试验研究[J]. 刘伟静. 混凝土. 2013(12)
[6]混杂纤维增强高性能混凝土弯曲韧性研究[J]. 夏冬桃,刘向坤,夏广政,周博儒. 华中科技大学学报(自然科学版). 2013(06)
[7]钢纤维混凝土结构非线性有限元分析方法研究[J]. 邱继生. 混凝土. 2011(03)
[8]混杂纤维混凝土在地铁管片中的应用[J]. 宁博,欧阳东,易宁,鲁刘磊,易承波,潘攀,吴亭亭. 混凝土与水泥制品. 2011(01)
[9]混杂纤维混凝土在桥面铺装中的应用研究[J]. 高淑玲,田稳苓,张二龙. 混凝土与水泥制品. 2010(03)
[10]纤维高强混凝土弯曲韧性试验研究[J]. 卢哲安,邹尤,任志刚,黄钟霈. 混凝土. 2010(03)
硕士论文
[1]钢纤维混凝土弯曲韧性试验及有限元分析[D]. 王冬.郑州大学 2017
[2]PVA纤维混凝土的力学性能研究及有限元分析[D]. 熊阳.湖北工业大学 2016
[3]钢纤维混凝土细观层次数值模拟研究[D]. 刘丰.华南理工大学 2014
[4]混杂聚丙烯纤维混凝土损伤力学性能研究[D]. 孙霁.重庆大学 2013
[5]混杂纤维混凝土抗裂机理及细观数值模拟研究[D]. 盛晓州.武汉工业学院 2011
[6]混杂纤维混凝土抗弯性能的细观力学分析[D]. 李琳.广州大学 2011
本文编号：3225279
【文章来源】：湖北工业大学湖北省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Link180单元应力输出对于纤维，本文选用Link180单元
；当其初始设置为单向压缩时，如果分析过程中出现受拉的情压状态对应的刚度矩阵即会被删除从而刚度消失。对于新单元而言，利用其第三个位置上的实常数设置其受压或受拉状态的 Link10 单元。混凝土的单元选择土与岩石类似，属于多相、多组分和多层次的非均质材料[9]，在典型的特点在于抗压强度远远大于抗拉强度，因此，在有限元，应当充分考虑混凝土的非线性特征，不再选用传统线性分析出现剪切锁定和体积锁定等导致不收敛情况的完全积分线中的块体单元 Solid186 和 Solid65、板壳单元 Shell181 和 Shell28 和 Beam189 等 18X 系列单元有较好的非线性特性，其包含的 Strain、Enhanced Strain、Mixed u-P、URI、B-bar 等单元技术能分解，有效处理剪切锁定、体积锁定等问题，而且其材料特性特性，具有足够多的本构模型可供选用[47]。
表征了裂缝的张开与闭合两种状态：当ckε ＜0 时≥0 时，表示裂缝处于张开状态，而且这种裂缝步骤中。以横坐标轴方向上的开裂状态为例，开按照式（2.3）进行计算，其中的式(a)表示没有开发生开裂，式(c)表示纵坐标轴方向上和竖坐标轴( )1( )( )ck ck ckx y zck ck ckck x zckxvavv bcε ε εε ε εε + + = + 混凝土的耦合混凝土的有限元建模
【参考文献】：
期刊论文
[1]多尺寸聚丙烯纤维混凝土抗弯韧性试验研究[J]. 梁宁慧,钟杨,刘新荣. 中南大学学报(自然科学版). 2017(10)
[2]低掺量三元混杂纤维混凝土弯曲韧性试验研究[J]. 周晓洁,刘涛,李长辉. 地震工程与工程振动. 2017(04)
[3]钢-聚丙烯混杂纤维混凝土研究进展[J]. 王艳,赵凯月,宋战平,毕晓静. 硅酸盐通报. 2015(07)
[4]混杂纤维混凝土研究进展[J]. 李习波,焦楚杰,高俊岳,王龙,艾武波. 低温建筑技术. 2014(01)
[5]钢纤维混杂玄武岩纤维增强水泥砂浆的基本力学性能与增强机理试验研究[J]. 刘伟静. 混凝土. 2013(12)
[6]混杂纤维增强高性能混凝土弯曲韧性研究[J]. 夏冬桃,刘向坤,夏广政,周博儒. 华中科技大学学报(自然科学版). 2013(06)
[7]钢纤维混凝土结构非线性有限元分析方法研究[J]. 邱继生. 混凝土. 2011(03)
[8]混杂纤维混凝土在地铁管片中的应用[J]. 宁博,欧阳东,易宁,鲁刘磊,易承波,潘攀,吴亭亭. 混凝土与水泥制品. 2011(01)
[9]混杂纤维混凝土在桥面铺装中的应用研究[J]. 高淑玲,田稳苓,张二龙. 混凝土与水泥制品. 2010(03)
[10]纤维高强混凝土弯曲韧性试验研究[J]. 卢哲安,邹尤,任志刚,黄钟霈. 混凝土. 2010(03)
硕士论文
[1]钢纤维混凝土弯曲韧性试验及有限元分析[D]. 王冬.郑州大学 2017
[2]PVA纤维混凝土的力学性能研究及有限元分析[D]. 熊阳.湖北工业大学 2016
[3]钢纤维混凝土细观层次数值模拟研究[D]. 刘丰.华南理工大学 2014
[4]混杂聚丙烯纤维混凝土损伤力学性能研究[D]. 孙霁.重庆大学 2013
[5]混杂纤维混凝土抗裂机理及细观数值模拟研究[D]. 盛晓州.武汉工业学院 2011
[6]混杂纤维混凝土抗弯性能的细观力学分析[D]. 李琳.广州大学 2011
本文编号：3225279
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