基于混合均匀化的混凝土宏观损伤表征方法
申请人信息
- 申请人:江苏省水利科教中心(江苏省水利安全管理服务中心); 河海大学; 江苏省灌溉总渠管理处
- 申请人地址:210000 江苏省南京市鼓楼区上海路7号江苏省水利科教中心
- 发明人: 江苏省水利科教中心(江苏省水利安全管理服务中心); 河海大学; 江苏省灌溉总渠管理处
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 基于混合均匀化的混凝土宏观损伤表征方法 |
| 专利类型 | 发明申请 |
| 申请号 | CN202311405004.3 |
| 申请日 | 2023/10/26 |
| 公告号 | CN117409900A |
| 公开日 | 2024/1/16 |
| IPC主分类号 | G16C60/00 |
| 权利人 | 江苏省水利科教中心(江苏省水利安全管理服务中心); 河海大学; 江苏省灌溉总渠管理处 |
| 发明人 | 孙超君; 孙猛; 孙明权; 袁聪; 董兆华; 徐磊; 韩影; 万青; 祁德丽; 甘磊; 梁豪杰; 沈雷; 周驰誉; 周晓林; 沈芳芳 |
| 地址 | 江苏省南京市鼓楼区上海路7号江苏省水利科教中心; 江苏省南京市鼓楼区西康路1号; 江苏省淮安市淮安区南郊 |
摘要文本
本发明公开了基于混合均匀化的混凝土宏观损伤表征方法，包括步骤1、建立混凝土细观力学有限元分析模型；步骤2、模拟细观损伤；步骤3、观测细观损伤；步骤4、确定损伤状态；步骤5、细观模型区域划分：将模型区域划分为损伤增长区、损伤非增长区和未损伤区；步骤6、确定受力阶段：计算细观损伤区大小和细观损伤增长区大小的变化量，确定混凝土所处受力阶段；步骤7、采用适用于不同受力阶段的混合均匀化方法，计算混凝土宏观损伤变量。本发明通过对细观模型进行区域划分和采用混合均匀化方法，突破现有技术无法基于细观损伤计算结果合理定量表征混凝土宏观损伤的瓶颈，在混凝土结构损伤破坏的宏细观跨尺度模拟中具有广阔的应用前景。 专利查询网
专利主权项内容
1.一种基于混合均匀化的混凝土宏观损伤表征方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1、建立细观模型：根据待宏观损伤表征混凝土的骨料体积含量和骨料级配，并基于细观单元剖分，建立待宏观损伤表征混凝土的细观模型；其中，细观单元包括骨料单元、砂浆单元和界面过渡区ITZ单元；细观模型的几何形状为正方形或正方体，面积或体积为|Ω|；细观模型中，根据细观单元剖分时所采用的单元类型，确定细观模型的积分点数量NP及各积分点所代表的面积或体积；m步骤2、模拟细观损伤：根据待宏观损伤表征混凝土所处的实际受力状态，对步骤1建立的细观模型施加边界约束和总荷载S，采用增量迭代法模拟细观模型在总荷载S作用下的损伤过程；其中，增量迭代法的增量步总数量为NI；步骤3、观测细观损伤：在步骤2的增量步为NI1、NI-1和NI-2时，分别对步骤1的每个积分点进行细观损伤观测；设第k个积分点在第NI增量步、第NI-1增量步和NI-2增量步加载完成后观测得到的细观损伤变量的量值分别为和/>其中，1≤k≤NP；步骤4、确定损伤状态：根据步骤3中每个积分点的和/>值，确定对应积分点在第NI增量步、第NI-1增量步加载完成后所处的损伤状态；其中，损伤状态包括损伤增长态、损伤未增长态和未损伤态；步骤5、细观模型区域划分：根据步骤4的每个积分点的损伤状态，将第NI-1增量步和第NI增量步加载完成后的细观模型均划分为损伤增长区、损伤非增长区和未损伤区；其中，损伤增长区和损伤非增长区共同形成为细观损伤区；第NI增量步加载完成后的损伤增长区包含所有处于损伤增长态的N个积分点；第NI-1增量步加载完成后的损伤增长区包含所有处于损伤增长态的N′个积分点；第NI增量步加载完成后的损伤非增长区包含所有处于损伤未增长态的N个积分点；未损伤区包含所有处于未损伤态的积分点；adadnd步骤6、确定受力阶段：受力阶段包括峰前线性段、峰前非线性段和峰后软化段；根据步骤5中第NI增量步加载完成后细观损伤区的面积或体积以及损伤增长区在从第NI-1至第NI增量步的面积或体积变化量/>进而计算待损伤表征混凝土在第NI增量步收敛后所处的受力阶段；步骤7、计算混凝土宏观损伤变量d：根据步骤6，所确定的待宏观损伤表征混凝土的受力阶段，进行混凝土宏观损伤变量d的计算，具体计算公式为：MM式中，为第NI增量步加载完成后损伤增长区内第i个积分点所代表的面积或体积；其中，1≤i≤N；ad
为第NI增量步加载完成后损伤非增长区内第j个积分点所代表的面积或体积；其中，1≤j≤N；nd
为第NI增量步加载完成后损伤增长区内第i个积分点的细观损伤变量的量值；
为第NI增量步加载完成后损伤非增长区内第j个积分点的细观损伤变量的量值。 来源：百度马 克 数据网