复合陶粒混凝土的SHPB冲击本构关系
发布时间：2021-04-24 15:08
全轻混凝土（ALWC）以及石轻混凝土（LWCSCA）具有质轻、高强、抗震、耐火等优良特性,在掺入不同种类的纤维后,能有效改善轻骨料混凝土的静力学性能和动力学性能。本文在课题组前期关于静态力学性能研究基础上,通过SHPB冲击试验,对全轻、石轻纤维混凝土以及SPUA-BR全轻、石轻纤维混凝土的冲击性能进行了研究,以探讨其应变率效应,并利用ANSYS/LS-DYNA对ALWC和LWCSCA进行数值模拟,根据试验结果与数值模拟结果的差异,对本构关系进行改进和修正。具体研究内容和结论如下:（1）通过对全轻、石轻纤维混凝土的相关静力学试验,发现纤维的掺入能有效提高轻骨料混凝土的强度和韧性,而基于耗能角度对应力-应变曲线的分析发现,各种纤维均能提高峰值特征量,并能使下降段变得更平缓、更长;（2）随着SHPB冲击试验中的子弹冲击速率增大,混凝土的峰值应力和破坏应变也相应增大,其碎块越来越多,且碎块逐渐变小;（3）综合所有试验结果分析发现,全轻纤维混凝土（FRALWC）以及石轻纤维混凝土（FRLWCSCA）的峰值应变、破坏应变分别和应变率效应以及纤维指标都具有非线性关系;（4）SPUA-BR轻骨料混凝土...
【文章来源】：河南理工大学河南省
【文章页数】：113 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
1 绪论
1.1 问题提出及研究意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 混凝土的研究
1.2.2 纤维混凝土的静力学性能研究
1.2.3 SHPB冲击技术发展
1.2.4 混凝土的SHPB冲击试验研究
1.2.5 混凝土的应变率效应
1.2.6 混凝土的SHPB冲击数值模拟
1.2.7 混凝土的动态本构关系
1.3 主要研究内容及创新之处
1.4 采取的研究方案
1.5 本章小结
2 复合页岩陶粒混凝土的静力学性能
2.1 试验材料
2.2 纤维混凝土配合比验证试验
2.3 试件制作与成型
2.4 复合陶粒混凝土的均匀性
2.5 一般物理力学性能试验研究
2.5.1 复合陶粒混凝土的坍落度及扩展度
2.5.2 立方体抗压强度
2.5.3 比强度
2.6 轴心抗压强度
2.6.1 试验方法
2.6.2 试验结果与分析
2.6.3 轴心抗压强度
2.6.4 弹性模量
2.6.5 泊松比
2.7 纤维对复合陶粒混凝土的性能影响
2.8 本章小结
3 SHPB冲击试验原理与方法
3.1 SHPB冲击试验基本原理
3.2 SHPB冲击试验系统分析
3.3 本章小结
4 复合陶粒混凝土的SHPB冲击试验研究
4.1 SHPB冲击试验装置
4.1.1 试验设备
4.1.2 数据测量与采集
4.1.3 试块尺寸的确定
4.1.4 冲击强度确定
4.1.5 冲击试验方案
4.1.6 试验步骤
4.2 全轻与石轻混凝土抗冲击性能分析
4.2.1 动态峰值应力与动态峰值应变
4.2.2 全轻与石轻页岩陶粒混凝土的应变率效应
4.3 本章小结
5 同应变率时复合页岩陶粒混凝土的SHPB冲击性能
5.1 纤维轻骨料混凝土的SHPB冲击性能
5.1.1 试验结果
5.1.2 特征强度分析
5.1.3 变形的特征分析
5.2 SPUA-BR陶粒混凝土的SHPB冲击试验研究
5.2.1 素混凝土与SPUA-BR复合混凝土的强度分析
5.2.2 单双面喷涂SPUA-BR对动态强度的影响
5.2.3 SPUA-BR材料厚度对混凝土抗冲击的研究
5.3 本章小结
6 复合陶粒混凝土的动态本构关系
6.1 混凝土的动态本构理论
6.1.1 ZWT动态本构理论
6.1.2 含损伤材料动态本构理论
6.1.3 HJC本构模型理论
6.2 SPUA-BR轻骨料纤维混凝土的动态本构模型
6.2.1 参数的选择
6.2.2 SPUA-BR纤维混凝土的动态本构模型建立
6.3 本章小结
7 数值模拟
7.1 模型的建立与参数选择
7.1.1 本构模型材料参数的确定
7.1.2 模型的建立
7.2 结果对比与分析
7.3 本章小结
8 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
参考文献
附录
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新形式的钢纤维混凝土冲击动态本构关系及材料参数的确定[J]. 叶中豹,李永池,赵凯,黄瑞源,孙晓旺,张永亮. 爆炸与冲击. 2018(02)
[2]大掺量矿物掺合料混凝土抗盐冻性能研究[J]. 方鹏,李北星,方晴. 硅酸盐通报. 2018(02)
[3]钢-聚丙烯混杂纤维混凝土的真三轴强度试验研究[J]. 苏洁,池寅,孟宽. 武汉大学学报(工学版). 2018(01)
[4]高性能橡胶粉混凝土动态压缩性能研究[J]. 郭文健,朱涵,焦忺玥,王中健. 硅酸盐通报. 2018(01)
[5]钢纤维对钢筋混凝土梁弯曲韧性与疲劳损伤的影响[J]. 赵燕茹,苏颂,谢业鹏,时金娜. 硅酸盐通报. 2018(01)
[6]不同轻质混凝土的强度及耐久性影响因素分析[J]. 杨健辉,朱利伟,余建雨,袁慧童. 混凝土. 2017(07)
[7]纤维高性能混凝土力学及耐久性能[J]. 刘伟宝,陆采荣,梅国兴,王珩,戈雪良,杨虎. 土木工程与管理学报. 2017(02)
[8]基于三维Hopkinson杆的混凝土动态力学性能研究[J]. 徐松林,王鹏飞,赵坚,胡时胜. 爆炸与冲击. 2017(02)
[9]绿色装配式钢结构建筑体系研究与应用[J]. 郝际平,孙晓岭,薛强,樊春雷. 工程力学. 2017(01)
[10]基于不同材料模型的混凝土SHPB试验数值模拟[J]. 余道兴,宗周红,李明鸿,刘路,院素静. 东南大学学报(自然科学版). 2017(01)
博士论文
[1]混凝土类材料冲击本构特性的SHPB技术及Lagrange反解法的研究[D]. 朱珏.中国科学技术大学 2006
硕士论文
[1]高强钢筋钢纤维混凝土梁疲劳性能试验研究[D]. 张世贵.郑州大学 2017
[2]全轻纤维混凝土的SHPB试验研究[D]. 吕芹.河南理工大学 2016
[3]高应变率下碾压混凝土动态损伤本构模型参数确定方法研究[D]. 孔源.天津大学 2014
[4]聚丙烯纤维轻骨料混凝土性能试验研究[D]. 范志永.内蒙古农业大学 2009
本文编号：3157578
【文章来源】：河南理工大学河南省
【文章页数】：113 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
1 绪论
1.1 问题提出及研究意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 混凝土的研究
1.2.2 纤维混凝土的静力学性能研究
1.2.3 SHPB冲击技术发展
1.2.4 混凝土的SHPB冲击试验研究
1.2.5 混凝土的应变率效应
1.2.6 混凝土的SHPB冲击数值模拟
1.2.7 混凝土的动态本构关系
1.3 主要研究内容及创新之处
1.4 采取的研究方案
1.5 本章小结
2 复合页岩陶粒混凝土的静力学性能
2.1 试验材料
2.2 纤维混凝土配合比验证试验
2.3 试件制作与成型
2.4 复合陶粒混凝土的均匀性
2.5 一般物理力学性能试验研究
2.5.1 复合陶粒混凝土的坍落度及扩展度
2.5.2 立方体抗压强度
2.5.3 比强度
2.6 轴心抗压强度
2.6.1 试验方法
2.6.2 试验结果与分析
2.6.3 轴心抗压强度
2.6.4 弹性模量
2.6.5 泊松比
2.7 纤维对复合陶粒混凝土的性能影响
2.8 本章小结
3 SHPB冲击试验原理与方法
3.1 SHPB冲击试验基本原理
3.2 SHPB冲击试验系统分析
3.3 本章小结
4 复合陶粒混凝土的SHPB冲击试验研究
4.1 SHPB冲击试验装置
4.1.1 试验设备
4.1.2 数据测量与采集
4.1.3 试块尺寸的确定
4.1.4 冲击强度确定
4.1.5 冲击试验方案
4.1.6 试验步骤
4.2 全轻与石轻混凝土抗冲击性能分析
4.2.1 动态峰值应力与动态峰值应变
4.2.2 全轻与石轻页岩陶粒混凝土的应变率效应
4.3 本章小结
5 同应变率时复合页岩陶粒混凝土的SHPB冲击性能
5.1 纤维轻骨料混凝土的SHPB冲击性能
5.1.1 试验结果
5.1.2 特征强度分析
5.1.3 变形的特征分析
5.2 SPUA-BR陶粒混凝土的SHPB冲击试验研究
5.2.1 素混凝土与SPUA-BR复合混凝土的强度分析
5.2.2 单双面喷涂SPUA-BR对动态强度的影响
5.2.3 SPUA-BR材料厚度对混凝土抗冲击的研究
5.3 本章小结
6 复合陶粒混凝土的动态本构关系
6.1 混凝土的动态本构理论
6.1.1 ZWT动态本构理论
6.1.2 含损伤材料动态本构理论
6.1.3 HJC本构模型理论
6.2 SPUA-BR轻骨料纤维混凝土的动态本构模型
6.2.1 参数的选择
6.2.2 SPUA-BR纤维混凝土的动态本构模型建立
6.3 本章小结
7 数值模拟
7.1 模型的建立与参数选择
7.1.1 本构模型材料参数的确定
7.1.2 模型的建立
7.2 结果对比与分析
7.3 本章小结
8 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
参考文献
附录
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新形式的钢纤维混凝土冲击动态本构关系及材料参数的确定[J]. 叶中豹,李永池,赵凯,黄瑞源,孙晓旺,张永亮. 爆炸与冲击. 2018(02)
[2]大掺量矿物掺合料混凝土抗盐冻性能研究[J]. 方鹏,李北星,方晴. 硅酸盐通报. 2018(02)
[3]钢-聚丙烯混杂纤维混凝土的真三轴强度试验研究[J]. 苏洁,池寅,孟宽. 武汉大学学报(工学版). 2018(01)
[4]高性能橡胶粉混凝土动态压缩性能研究[J]. 郭文健,朱涵,焦忺玥,王中健. 硅酸盐通报. 2018(01)
[5]钢纤维对钢筋混凝土梁弯曲韧性与疲劳损伤的影响[J]. 赵燕茹,苏颂,谢业鹏,时金娜. 硅酸盐通报. 2018(01)
[6]不同轻质混凝土的强度及耐久性影响因素分析[J]. 杨健辉,朱利伟,余建雨,袁慧童. 混凝土. 2017(07)
[7]纤维高性能混凝土力学及耐久性能[J]. 刘伟宝,陆采荣,梅国兴,王珩,戈雪良,杨虎. 土木工程与管理学报. 2017(02)
[8]基于三维Hopkinson杆的混凝土动态力学性能研究[J]. 徐松林,王鹏飞,赵坚,胡时胜. 爆炸与冲击. 2017(02)
[9]绿色装配式钢结构建筑体系研究与应用[J]. 郝际平,孙晓岭,薛强,樊春雷. 工程力学. 2017(01)
[10]基于不同材料模型的混凝土SHPB试验数值模拟[J]. 余道兴,宗周红,李明鸿,刘路,院素静. 东南大学学报(自然科学版). 2017(01)
博士论文
[1]混凝土类材料冲击本构特性的SHPB技术及Lagrange反解法的研究[D]. 朱珏.中国科学技术大学 2006
硕士论文
[1]高强钢筋钢纤维混凝土梁疲劳性能试验研究[D]. 张世贵.郑州大学 2017
[2]全轻纤维混凝土的SHPB试验研究[D]. 吕芹.河南理工大学 2016
[3]高应变率下碾压混凝土动态损伤本构模型参数确定方法研究[D]. 孔源.天津大学 2014
[4]聚丙烯纤维轻骨料混凝土性能试验研究[D]. 范志永.内蒙古农业大学 2009
本文编号：3157578
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