混凝土彈-粘塑性動力本構(gòu)模型及其在有限元分析中的應(yīng)用.pdf

1、混凝土結(jié)構(gòu)常承受動態(tài)荷載如地震、沖擊、爆炸等的作用.混凝土材料在動態(tài)荷載作用下的率敏感性和損傷機理,是眾多大型工程如高壩、核電站、交通和軍事工程中急待解決的難題.本文作為河海大學院士學科發(fā)展基金項目"混凝土動力特性及動態(tài)損傷機理研究"的一個子項,對混凝土的動態(tài)本構(gòu)模型和損傷理論進行了深入的分析研究.本文主要進行了以下幾方面的工作:(1)基于Perzyna粘塑性模型理論,考慮應(yīng)變率對混凝土初始彈性模量的影響,推導了混凝土的拉、壓均適用的彈

2、.粘塑性單軸動力本構(gòu)模型;(2)基于應(yīng)變等價性假設(shè),通過引進裂紋閉合效應(yīng)系數(shù)來反映混凝土拉、壓損傷的不同,建立了考慮損傷的混凝土彈.粘塑性單軸動力本構(gòu)模型,并用現(xiàn)有的不同加載速率下的混凝土單軸拉、壓應(yīng)力-應(yīng)變試驗曲線對該模型進行了驗證;(3)將Perzyna彈.粘塑性理論應(yīng)用于平面應(yīng)力狀態(tài)混凝土的動態(tài)受力分析,考慮應(yīng)變率對混凝土初始彈性模量的影響,采用Drucker-Prager屈服準則作為屈服判斷依據(jù),導出了平面應(yīng)力狀態(tài)混凝土的彈-粘

3、塑性動力本構(gòu)模型;(4)進行了靜態(tài)荷載和動態(tài)沖擊荷載作用下的混凝土三彎點梁試驗;(5)將平面應(yīng)力狀態(tài)混凝土的彈.粘塑性動力本構(gòu)模型應(yīng)用于平面有限元程序,編制了考慮初始彈性模量變化的動力有限元程序,對靜態(tài)和動態(tài)沖擊荷載作用下的三彎點梁試驗進行了數(shù)值模擬.研究表明:(1)影響混凝土動態(tài)響應(yīng)的因素主要有兩方面:應(yīng)變率強化效應(yīng)和損傷弱化效應(yīng);(2)Perzyna粘塑性理論可以用來描述混凝土的動態(tài)行為特性,本文所提的考慮損傷的混凝土彈.粘塑性單軸