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混凝土结构疲劳全过程分析方法研究

发布时间:2018-01-13 12:26

  本文关键词:混凝土结构疲劳全过程分析方法研究 出处:《建筑结构学报》2017年05期  论文类型:期刊论文


  更多相关文章: 混凝土结构 疲劳全过程 损伤本构模型 加速算法 精度控制 非线性有限元分析


【摘要】:为研究混凝土结构疲劳破坏的全过程,提出一种基于损伤力学的疲劳分析方法。该方法通过引入疲劳损伤本构模型以描述混凝土材料在疲劳荷载作用下的劣化过程。为提高计算效率,将本构模型与非线性有限元方法相结合,发展了一种循环跳跃式疲劳加速算法。基于该算法,结构的疲劳破坏过程可仅通过少量疲劳加载循环的计算加以推测。为保证算法精度,进一步提出基于损伤演化速率的自适应精度控制策略,使分析可根据疲劳损伤演化速率的变化自动调整加速算法的时间跳跃步长。采用该分析方法对混凝土材料与钢筋混凝土梁的疲劳破坏过程进行模拟,并与相关疲劳试验数据进行对比。结果表明:该分析方法可准确预测混凝土结构在疲劳荷载作用下的非线性行为,特别是疲劳加载过程中裂缝的产生和扩展过程;结合疲劳损伤本构模型和疲劳加速算法能够高效及准确地模拟混凝土结构的疲劳破坏全过程。
[Abstract]:For the whole process of fatigue damage of concrete structure, this paper proposed an analysis method for fatigue damage mechanics. Based on this method by introducing the fatigue damage constitutive model to describe the degradation process of concrete under fatigue loading. In order to improve the computational efficiency, the constitutive model with nonlinear finite element method combined with the development of a cycle skip fatigue acceleration algorithm. Based on this algorithm, the failure process of structure fatigue can only by computing a few fatigue loading cycle to speculate. In order to ensure the accuracy of the algorithm, further proposes the adaptive precision damage evolution rate control strategy based on the analysis of the speed of the algorithm can automatically adjust the time jump step according to the change rate of fatigue damage evolution. Is simulated by this method. The fatigue of concrete and reinforced concrete beam failure process and fatigue test data Were compared. The results show that the method can accurately predict the nonlinear behavior of concrete structure under fatigue loading, especially the initiation and propagation of cracks during fatigue loading; combined fatigue damage constitutive model and fatigue acceleration algorithm can efficiently and accurately simulate the fatigue failure process of concrete structure.

【作者单位】: 同济大学土木工程学院;合肥工业大学土木与水利工程学院;
【基金】:国家自然科学基金重大国际合作项目(51261120374);国家自然科学基金重点项目(51538010)
【分类号】:TU37
【正文快照】: 0引言长期以来,国内外学者对混凝土疲劳破坏问题进行了大量研究,逐步形成了从试验研究到疲劳断裂力学分析,再到疲劳损伤力学分析的研究模式。基于试验的研究,主要是通过疲劳加载试验,得到试件的S-N或ε-N曲线,进而评估混凝土材料或结构在特定应力幅或应变幅下的疲劳寿命[1-5]

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本文编号:1418834

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