亚热带建筑科学国家重点实验室自主研究课题(2008ZA10)
- 作品数：2 被引量：3H指数：1
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- 热力学相容的混凝土各向异性单边损伤模型
- 2009年
- 微裂缝演化(损伤)引起的各向异性和单边效应,对于混凝土材料和结构的变形和内力有非常重要的影响.在描述单边效应时,已有的各向异性损伤模型均会得出与热力学基本原理相矛盾的结论即损伤卸载时能量耗散不为零.基于不可逆热力学和内变量理论,直接以材料柔度张量的增量作为损伤内变量,建立了各向异性单边损伤模型的一般形式,给出了热力学相容的投影算子,推导了模型的率本构关系.文中详细发展了模型的Newton-Raphson数值实现算法及其算法一致性模量,建立了合理的损伤准则和演化法则并应用于混凝土材料.数值模拟结果初步验证了建议模型的有效性.需要说明的是,模型完全构筑于热力学基础上,无需引入应变等效或应变能等效等经验性假定.
- 吴建营
- 关键词：混凝土本构关系
- 混凝土各向异性损伤模型的数学和热力学表述
- 迄今为止,无论是细观损伤模型、宏观（连续）损伤模型还是微平面模型等方法,均难以合理地描述混凝土等准脆性材料的各向异性损伤。为了（部分）解决这一问题并考察这些模型之间的内在联系,本文首先发展了连续损伤力学模型的数学表述方法...
- 吴建营李杰
- 关键词：本构模型微平面热力学混凝土
- 文献传递
- 混凝土各向异性损伤模型的数学和热力学表述被引量：3
- 2009年
- 迄今为止,无论是细观损伤模型、宏观(连续)损伤模型还是微平面模型等方法,均难以合理地描述混凝土等准脆性材料的各向异性损伤。为了(部分)解决这一问题并考察这些模型之间的内在联系,首先发展了连续损伤力学模型的数学表述方法即改进的张度表示理论,引入宏观体积模量和剪切模量定向分布函数,并将相应的球量损伤和偏量损伤定向分布函数展开为宏观损伤变量的傅里叶级数形式,建立了弹性损伤材料刚度张量与宏观损伤变量之间的一般关系式。利用上述方法,采用损伤标量描述球量空间各向同性损伤,分别采用损伤标量和二阶损伤张量描述偏量空间的非线性行为,建立了相应的各向同性损伤和正交各向异性损伤模型而无需引入应变等效或能量等效等唯象学假定。其次,基于内变量理论和不可逆热力学基本原理发展了与上述数学表述方法等效的热力学表述方法,给出了材料Helmholtz自由能的一般表达式,并利用最大损伤耗散原理建立了宏观损伤变量的演化法则。作为示例,给出了上述各向同性损伤和正交各向异性损伤模型的热力学表述方法。最后,为了探讨材料微裂缝演化对宏观力学行为的影响,选取反映材料微观结构的组构张量作为宏观损伤变量,发展了混凝土二阶和四阶微平面模型的数学表述和热力学表述,建立了宏观和微平面层次各物理量如损伤变量、损伤能释放率、损伤耗散以及损伤演化法则等之间的内在联系。所建立的损伤力学模型数学和热力学表述方法具有较好的通用性,可以应用于今后混凝土多尺度损伤模型研究。
- 吴建营李杰
- 关键词：本构模型微平面理论热力学混凝土
