混凝土彈-粘塑性動(dòng)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(dòng)態(tài)荷載如地震、沖擊、爆炸等的作用.混凝土材料在動(dòng)態(tài)荷載作用下的率敏感性和損傷機(jī)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(xué)院士學(xué)科發(fā)展基金項(xiàng)目"混凝土動(dòng)力特性及動(dòng)態(tài)損傷機(jī)理研究"的一個(gè)子項(xiàng),對(duì)混凝土的動(dòng)態(tài)本構(gòu)模型和損傷理論進(jìn)行了深入的分析研究.本文主要進(jìn)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(duì)混凝土初始彈性模量的影響,推導(dǎo)了混凝土的拉、壓均適用的彈

2、.粘塑性單軸動(dòng)力本構(gòu)模型;(2)基于應(yīng)變等價(jià)性假設(shè),通過(guò)引進(jìn)裂紋閉合效應(yīng)系數(shù)來(lái)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(dòng)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?cè)囼?yàn)曲線對(duì)該模型進(jìn)行了驗(yàn)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(dòng)態(tài)受力分析,考慮應(yīng)變率對(duì)混凝土初始彈性模量的影響,采用Drucker-Prager屈服準(zhǔn)則作為屈服判斷依據(jù),導(dǎo)出了平面應(yīng)力狀態(tài)混凝土的彈-粘

3、塑性動(dòng)力本構(gòu)模型;(4)進(jìn)行了靜態(tài)荷載和動(dòng)態(tài)沖擊荷載作用下的混凝土三彎點(diǎn)梁試驗(yàn);(5)將平面應(yīng)力狀態(tài)混凝土的彈.粘塑性動(dòng)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(dòng)力有限元程序,對(duì)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)沖擊荷載作用下的三彎點(diǎn)梁試驗(yàn)進(jìn)行了數(shù)值模擬.研究表明:(1)影響混凝土動(dòng)態(tài)響應(yīng)的因素主要有兩方面:應(yīng)變率強(qiáng)化效應(yīng)和損傷弱化效應(yīng);(2)Perzyna粘塑性理論可以用來(lái)描述混凝土的動(dòng)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