探讨弹性模量含界面再生混凝土复合材料力学性能细观剖析与数值模拟库

论文导读：各相材料性质差别较大的复杂的复合材料，单轴受压时内部应力分布很不均匀，局部产生较大的拉应力，这也是混凝土受压破坏的最主要理由。本论文利用细观损伤力学论述建立再生混凝土随机骨料细观结构模型，通过选取合适的材料参数，建立再生混凝土各相材料拉应变与材料损伤程度相关的损伤模型，利用有限元软件ANSYS进行再生混凝土试样
摘要：混凝土是一种复杂的多相非均质材料，传统的混凝土的宏观力学模型将混凝土理想化为均质材料，通过试验得出其力学参数来满足工程需要，这种简化难以描述混凝土材料在外荷载作用下裂纹萌生、扩展及贯通而导致的由细观层次到宏观层次的损伤破坏历程。本论文在细观层次上把混凝土看作是由粗骨料、水泥砂浆基体和二者之间的黏结界面所组成的三相复合材料，在此基础上来模拟混凝土的宏观力学性能。弹性模量是混凝土材料的基本力学参数，它与混凝土的其它力学指标如断裂强度等有着密切的联系。本论文结合AUTOCAD绘图功能与ANSYS的网格处理和计算功能，建立了不同粒径的骨料随机分布于软硬基体的特点体积单元模型，运用均匀化论述，计算了由随机骨料、基体和黏结层组成的三相复合材料的等效弹性模量，浅析了随机颗粒的形状、粒径大小、分布特点、弹性模量以及基体弹性模量等的变化对复合材料力学性能的影响。抗压强度是混凝土的最重要力学参数，在结构设计中必不可少。混凝土是各相材料性质差别较大的复杂的复合材料，单轴受压时内部应力分布很不均匀，局部产生较大的拉应力，这也是混凝土受压破坏的最主要理由。本论文利用细观损伤力学论述建立再生混凝土随机骨料细观结构模型，通过选取合适的材料参数，建立再生混凝土各相材料拉应变与材料损伤程度相关的损伤模型，利用有限元软件ANSYS进行再生混凝土试样单轴荷载作用下细观损伤的计算浅析，模拟混凝土立方体试件的单轴受压破坏历程，得到再生混凝土单轴受压的应力-应变曲线，浅析了影响再生混凝土抗压强度的主要理由。关键词：再生混凝土论文弹性模量论文抗压强度论文损伤有限元论文细观剖析浅析论文
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Abstract6-11
第一章 绪论11-26

1.1 引言11-12

1.2 再生混凝土的特性12-14

1.3 再生混凝土复合材料的的主要力学特性14-16

1.3.1 弹性模量14-15

1.3.2 抗压强度15-16

1.3.3 抗拉强度16

1.3.4 抗弯强度16

1.4 再生混凝土复合材料的主要探讨策略16-20

1.4.1 试验法16-17

1.4.2 数值模拟法17-20

1.5 再生混凝土复合材料的探讨近况20-24

1.5.1 试验法的探讨近况20-21

1.5.2 数值模拟法的探讨近况21-24

1.6 本论文的主要探讨内容24-26

第二章 再生混凝土复合材料力学性能探讨的论述基础26-33

2.1 损伤力学的基本概念26-27

2.2 再生混凝土复合材料的损伤历程浅析27-28

2.3 再生混凝土复合材料的本构方程构建28-30

2.4 再生混凝土复合材料的损伤破坏准则30-31

2.5 再生混凝土复合材料损伤有限单元法的基本思想31-33

第三章 再生混凝土有效弹性模量的数值模拟33-50

3.1 有限元法的基本思想33-34

3.2 均质化法基本原理34-38

3.3 随机颗粒增强再生混凝土复合材料的模型构建程序38-40

3.1 骨料粒径及分布38-39

3.2 混凝土随机骨料模型的建立39-40

3.4 随机颗粒增强再生混凝土复合材料的有限元网格划分40

3.5 边界条件与位移载荷40-41

3.6 匀质化策略与 Mori-Tanaka 策略计算结果比较浅析41-44

3.7 再生混凝土材料有效弹性模量的影响因素浅析44-49

3.7.1 骨料弹性模量的影响44-45

3.7.2 基体弹性模量的影响45-47

3.7.3 骨料形状的影响47-49

3.8 本章小结49-50

第四章 再生混凝土复合材料抗压强度的计算50-68

4.1 再生混凝土复合材料的材料性质50-52

4.

1.1 再生骨料50

4.

1.2 水泥砂浆50-51

4.

1.3 黏结界面51-52

4.2 再生混凝土复合材料的抗压试验特点浅析52-54
4.

2.1 再生混凝土立方体试件破坏形态52-53

4.

2.2 再生混凝土的破坏机理53-54

4.3 再生混凝土复合材料的损伤本构模型的构建54-56
4.

3.1 再生骨料54

4.

3.2 水泥砂浆和黏结界面54-56

4.4 再生混凝土复合材料的有限元计算程序浅析56-61
4.4.1 有限元计算流程56论文导读：伤变量D中参数b对再生混凝土抗压强度的影响65-664.6.6骨料形状对再生混凝土抗压强度的影响66-674.7本章小结67-68第五章结论与展望68-705.1结论68-695.2展望69-70参考文献70-75攻读硕士学位期间取得的探讨成果75-76致谢76-77附件77上一页12
-58

4.2 再生混凝土复合材料抗压强度在 ANSYS 中的计算程序要点58-60

4.3 边界条件和位移载荷60-61

4.5 再生混凝土数值模拟与试验比较浅析61-62

4.6 再生混凝土材料抗压强度的影响因素浅析62-67

4.6.1 砂浆强度对再生混凝土抗压强度的影响62

4.6.2 界面强度对再生混凝土抗压强度的影响62-63

4.6.3 单元尺寸对再生混凝土抗压强度的影响63-64

4.6.4 损伤变量 D 中参数 e 对再生混凝土抗压强度的影响64-65

4.6.5 损伤变量 D 中参数 b 对再生混凝土抗压强度的影响65-66

4.6.6 骨料形状对再生混凝土抗压强度的影响66-67

4.7 本章小结67-68

第五章 结论与展望68-70

5.1 结论68-69

5.2 展望69-70

参考文献70-75
攻读硕士学位期间取得的探讨成果75-76
致谢76-77
附件77