陶粒混凝土冲击损伤演化的三维数值模拟
PDF下载 (17445)王 甲,肖圣哲,邱 欣,陈江瑛*.陶粒混凝土冲击损伤演化的三维数值模拟[J].宁波大学学报(理工版),2017,30(6):59-65.DOI:
WANG Jia,XIAO Sheng-zhe,QIU Xin,CHEN Jiang-ying*.3D simulation of damage development of ceramsite concrete under impact loading[J].Journal of Ningbo University(Natural Science & Engineering Edition),2017,30(6):59-65.DOI:
| Title: | 3D simulation of damage development of ceramsite concrete under impact loading |
| 作者: | 王 甲, 肖圣哲, 邱 欣, 陈江瑛* |
| Author(s): | WANG Jia, XIAO Sheng-zhe, QIU Xin, CHEN Jiang-ying* |
| 关键词: | 陶粒混凝土; 细观损伤; 数值模拟; 冲击 |
| Keywords: | ceramsite concrete; meso-damage; simulation; impact |
| 分类号: | TU528.2; O242 |
| 文献标识码: | A |
| 摘要: | 为了研究陶粒混凝土在冲击载荷下的损伤演化规律, 利用蒙特卡洛随机数和背景网格建模方法, 建立了陶粒混凝土的三维数值模型, 模拟了冲击载荷下陶粒混凝土的损伤演化过程. 研究表明: 冲击载荷下陶粒混凝土的细观损伤演化速度随着陶粒体积分数的增加和加载脉冲的增加而增加. 细观数值模拟还显示了陶粒混凝土的破坏过程, 即损伤演化从陶粒骨料开始, 之后向砂浆基体延伸扩展. |
| Abstract: | In order to study the damage development law of ceramsite concrete under impact loading, methods of the Monte Carlo random number and background mesh modeling are used to establish the 3D numerical model of ceramsite concrete. The simulation results indicate that the rate of meso-damage evolution of ceramsite concrete increases with the increase of the volume fraction of the ceramsite and the amplitude of the loaded pulse. The meso-scale numerical model has manifested the damage process of ceramsite concrete clearly. Also found is that the damage expands from the aggregate area to the mortar matrix. |
| 参考文献 /References: | [1] 蒋昭镳, 陈江瑛, 黄德进, 等. 混凝土结构动态安全分析的重要基础──混凝土动态力学性能[J]. 宁波大学学报(理工版), 1997, 10(2):50-57. [2] 裴永乐. 混凝土与砂浆动态损伤演化研究[D]. 北京: 北京理工大学, 2015. [3] WANG X, ZHANG M, JIVKOV A P. Computational technology for analysis of 3D meso-structure effects on damage and failure of concrete[J]. International Journal of Solids & Structures, 2016, 80:310-333. [4] BENKEMOUN N, POULLAIN P, KHAZRAJI H A, et al. Meso-scale investigation of failure in the tensile splitting test: Size effect and fracture energy analysis[J]. Engineering Fracture Mechanics, 2016, 168:242-259. [5] 马怀发, 陈厚群, 黎保琨. 混凝土细观力学研究进展及评述[J]. 中国水利水电科学研究院学报, 2004, 2(2): 124-130. [6] 陈博斐, 邱欣, 王甲, 等. 冲击压缩载荷下大尺寸混凝土力学响应的数值模拟[J]. 宁波大学学报(理工版), 2017, 30(1):73-76. [7] 刘宗辉, 潘燕秋. 轻集料混凝土的细观损伤研究[J]. 河南城建学院学报, 2017, 26(1):7-15. [8] 施德胜. 陶粒体积分数对陶粒混凝土破坏行为的影响[D]. 宁波: 宁波大学, 2013. [9] 施冠银. 冻融循环对陶粒混凝土动态力学性能的影响[D]. 宁波: 宁波大学, 2014. [10] 邱欣, 陈博斐, 王甲, 等. 冻融循环对大尺寸陶粒混凝土冲击压缩性能的影响[J]. 北京理工大学学报, 2016, 36(S1):94-97. [11] KOLSKY H. An investigation of the mechanical properties of materials at very high rates of loading[J]. Proceedings of the Physical Society (Section B), 1949, 62(11):676. [12] 方秦, 洪建, 张锦华, 等. 混凝土类材料SHPB实验若干问题探讨[J]. 工程力学, 2014, 31(5):1-14. [13] 李耀, 李和平, 巫绪涛. 混凝土HJC动态本构模型的研究[J]. 合肥工业大学学报(自然科学版), 2009, 32(8): 1244-1248. [14] 陈星明, 刘彤, 肖正学. 混凝土HJC模型抗侵彻参数敏感性数值模拟研究[J]. 高压物理学报, 2012, 26(3): 313-318. [15] ALBERTINI C, CADONI E, LABIBES K. Impact fracture process and mechanical properties of plain concrete by means of an Hopkinson bar bundle[J]. Le Journal De Physique IV, 1997, 7(C3):915-920. [16] 刘光廷, 王宗敏. 用随机骨料模型数值模拟混凝土材料的断裂[J]. 清华大学学报(自然科学版), 1996, 36(1): 84-89. [17] 党发宁, 韩文涛, 郑娅娜, 等. 混凝土破裂过程的三维数值模型[J]. 计算力学学报, 2007, 24(6):829-833. [18] 王娟, 李惠霞, 邓宇. 基于细观力学的仿真研究及其应用[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2015:80-82. [19] 刘巽伯, 李平江, 计亦奇. 陶粒有效弹性模量及其预估[J]. 混凝土, 2005(3):35-38. |
| 备注/Memo: | 收稿日期: 2017?04?19. 宁波大学学报（理工版）网址: http://journallg.nbu.edu.cn/ 基金项目: 国家自然科学基金（11272165, 11572163）. 第一作者: 王甲（1989－）, 男, 安徽亳州人, 在读硕士研究生, 主要研究方向: 冲击动力学. E-mail: wangjia2199@163.com *通信作者: 陈江瑛（1964－）, 女, 博士/教授, 主要研究方向: 冲击动力学. E-mail: chenjiangying@nbu.edu.cn 宁波大学学报（理工版）网址：http://journallg.nbu.edu.cn/ |
