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分数维空间中的损伤力学研究初探 总被引:25,自引:0,他引:25
结合损伤力学和分形几何理论,给出分数维空间中分形损伤变量定义ω(d,ζ)及其解析表达式.指出欧氏空间损伤变量ω0实际是分数维空间分形损伤变量ω(d,ζ)当维数取Euclidean维数时的一种特例,将欧氏空间损伤变量定义推广到分数维空间,建立起一种兼顾反映损伤细观结构效应和宏观损伤力学分析需要的损伤定义与描述方法.在此基础上,推导了材料损伤演化律和损伤本构关系的分形表达形式.作为例证,文中分析了单调压缩载荷下混凝土损伤及演化行为.实验对比分析表明:分形损伤模型较好地反映了混凝土实际损伤力学行为. 相似文献
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岩石节理面在剪切中表面损伤的分形演化 总被引:3,自引:0,他引:3
通过剪切实验,对岩石节理的表面损伤演化进行了研究,探讨了描述节理粗糙面分形维数D和截距A在剪切过程中的变化规律,提出岩石节理表面损伤的分形演化经验公式. 相似文献
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岩石节理面在剪切中表面损伤的分形演化 总被引:2,自引:0,他引:2
通过剪切实验,对岩石节理的表面损伤演化进行了研究,探讨了描述节理粗糙面分形维数D和截距A在剪切过程中的变化规律,提出岩石节理表面损伤的分形演化经验公式. 相似文献
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沥青混凝土作为一种主要的路面材料,暴露于外部寒冷环境下冻融损伤是不可避免的。通过对经历不同冻融循环次数的沥青混凝土试件进行CT扫描,采用数字图像处理技术对CT灰度图像进行处理分析,可获得其内部冻融损伤情况。基于分形理论量化表征了冻融循环作用下内部裂纹扩展的几何特征。沥青混凝土经过冻融循环后的断裂韧性被认为是决定其力学性能损伤程度的关键指标,建立了考虑分形特征的临界裂纹应力、应力强度因子和断裂韧性方程。研究发现:平均分形维数反映了冻融循环过程中的波动特征;断裂韧性由裂纹几何参数决定;弹性模量、临界开裂应力及断裂韧性等力学参数随冻融循环次数的增加而逐渐减弱。 相似文献
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岩石爆破分形损伤模型研究 总被引:26,自引:0,他引:26
在Kus和Thorne等人研究基础上,利用分形理论及应用成果提出了一种新的岩石爆破损伤模型。新模型将岩体中各种结构弱面视为初始损伤,并将其分形维数作为岩石性质的主要参量,用损伤能量耗散率及与分形维数的关系表征爆破过程中的岩石损伤演化规律,从而弥补了现有模型未考虑初始损伤影响和将损伤演化归结为体积应变函数的不足。还通过模拟试验等手段验证了新模型的如上观点。 相似文献
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微裂纹串级连接及临界破坏 总被引:1,自引:0,他引:1
对一铝合金材料层裂过程的实验研究发现,当损伤累积到一定程度时,受损材料的残余强度突然丧失,表现出临界破坏现象。层裂表面具有分形特征,其分形断面的形成归因于大量微裂纹的串级连接。据此提出了一重正化群弱面模型,并对损伤演化后期的临界破坏现象进行了初步的分析和探讨。 相似文献
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变幅疲劳载荷下钢纤维混凝土的损伤演化行为研究 总被引:4,自引:1,他引:4
本文通过实验分析了变幅疲劳载荷作用下钢纤维混凝土非线性损伤演化行为,指出变载时材料当前的损伤状态和变幅前后应力幅差影响材料的疲劳损伤演化行为。文中给出了损伤演变路径和描述该损伤演化行为的疲劳累积损伤方程。在此基础上,定性定量地分析了Miner线性累积损伤准则的局限性 相似文献
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应用X射线CT技术无损检测混凝土内部结构和裂纹演化过程,是对混凝土细观裂纹演化规律的分析和研究.详细总结了目前CT技术在混凝土破损过程中的实时动态观测、CT图像分析、裂纹演化规律、损伤演化与损伤变量分析、混凝土三维图像重建等方面的应用进展.结论表明:CT技术是研究混凝土细观损伤演化过程的有效观测手段,并指出混凝土CT试验目前存在的问题是如何获得各种试验条件下精确的CT图像及其成果的应用研究. 相似文献
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环氧树脂基混凝土是一种新型路面铺装材料。本文估算了道路使用过程发生"跳车"现象时货车车轮对路面产生的冲击荷载,根据计算结果,利用落锤冲击试验机对含有不同程度初始损伤的环氧树脂基混凝土试件进行多次冲击试验,研究其冲击疲劳现象。为了准确描述环氧树脂基混凝土的初始损伤,采用CT(计算机断层)扫描技术重构了试件的立体图像,对其中的内部裂缝进行了统计,建立了初始损伤裂缝体积占试件体积的百分比与基于材料弹性模量衰减的损伤变量之间的关系。通过追踪经受一定次数冲击后试件的弹性模量,分析了不同程度初始损伤下环氧树脂基混凝土的冲击损伤随冲击次数的变化规律;结合多次冲击荷载下环氧树脂基混凝土弹性模量的衰减,研究了初始损伤对环氧树脂基混凝土冲击疲劳过程中损伤演化规律的影响。 相似文献
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强冲击荷载作用下混凝土材料动态本构模型 总被引:2,自引:0,他引:2
基于混凝土强冲击荷载作用下的实验研究,以修正Ottosen四参数破坏准则为流动法则,引入损伤,构造了一个塑性与损伤相耦合的动态本构模型用于描述混凝土材料的冲击特性.在该模型中,考虑了引起混凝土材料弱化的两种不同的损伤机制:拉伸损伤和压缩损伤.其中,拉伸损伤是由微裂纹的张开和扩展引起的,通过拉伸应变来控制;压缩损伤相关于微空洞体积分数比的演化,并通过微空洞塌陷引起的压缩应变来控制,由此压缩损伤和拉伸损伤就完全耦合了.通过模型计算模拟结果与实验结果比较发现,随着冲击速度的提高,混凝土的峰值应力显著增加,即混凝土材料的承载能力增大,同时混凝土内部产生显著的塑性变形.模拟曲线与实验曲线拟合良好,因而可以用该模型模拟混凝土材料在强冲击荷载下的动态特性. 相似文献
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混凝土单轴压缩下细观损伤特性的CT研究 总被引:4,自引:1,他引:3
混凝土是一种非均质的材料,在细观层次上将混凝土看作由骨料、砂浆和两者之间的界面组成的三相复合材料.本文利用CT技术对混凝土的细观损伤过程进行实时扫描观测,获得了混凝土试件实时静力压缩CT图像,提取出图像上各点的CT数并根据分区理论定义了一个基于CT数的统计损伤变量.通过对图像和CT数以及损伤变量的分析表明混凝土试件在静力压缩条件下经历了压密阶段、扩容阶段,损伤急剧增大到破坏的细观损伤演化全过程,以此反映了混凝土细观损伤演化的特性.进而通过细观损伤对混凝土材料裂纹的扩展、贯通以及最后失稳破坏的破坏实质进行了有益的探索. 相似文献
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混凝土黏塑性动力损伤本构关系 总被引:1,自引:0,他引:1
从静力弹塑性损伤本构关系的基本框架出发, 综合考虑塑性应变与损伤
演化的率敏感性, 建立了能够较为全面地描述混凝土在动力加载条件下非线性性能的混凝土
黏塑性动力损伤本构模型. 为了考虑塑性应变的率敏感性, 基于Perzyna理论推导了有效应
力空间黏塑性力学基本公式, 采用改进的Perzyna型动力演化方程, 将损伤静力演化方程推
广到动力加载情形. 基于并联弹簧模型, 从概率论的角度推导给出了一维损伤静力演化方程,
并基于能量等效应变的基本概念将其推广到多维损伤演化. 利用数值模拟, 计算得到了
混凝土在不同应变率下的应力应变全曲线, 同时得到了一维动力提高因子和二维动力强度包
络图, 数值结果与试验结果的对比表明了该模型的有效性. 相似文献
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钢纤维高强混凝土冲击压缩的试验研究 总被引:9,自引:3,他引:9
介绍了利用100 mm SHPB装置获得钢纤维高强混凝土冲击压缩应力-应变曲线的试验研究。同一类试样在静态和动态共4个不同应变率下的试验结果揭示混凝土是应变率敏感材料,其破坏应变、峰值应变和弹性模量表现出显著的应变率强化效应。从静态和动态压缩下混凝土损伤演化的不同形式对这种应变率强化效应进行了详细讨论。从相近应变率下不同钢纤维含量试样的试验结果中,发现冲击压缩下钢纤维对混凝土的增强效应随应变率的增大而减弱。从钢纤维对混凝土静态和动态压缩下损伤演化形式的影响,讨论了钢纤维对混凝土的这种增强效应。 相似文献
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基于Ottosen本构关系的混凝土三维损伤模型 总被引:2,自引:0,他引:2
提出基于混凝土已有本构模型建立混凝土三维损伤模型的方法,该方法无需再进行新的参数标定,计算损伤不必通过对损伤演化方程的积分获得。基于Ottosen本构模型建立了相应的损伤模型,就损伤参量和Ottosen非线性指标的不同选取方式,对典型比例加载情形的全过程进行损伤分析,发现基于刚度下降和基于变形能力损失的两种不同损伤描述具有互补性,非线性指标采用比例增大法计算较为简单合理。 相似文献