混凝土细观随机骨料结构计算机仿真模拟

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在细观层次上，混凝土被视为由粗骨料、水泥砂浆基质及二者间的粘结带组成三相非均质复合材料。本文首先基于蒙特卡罗随机抽样原理，采用“取和放”方法在计算机上产生形状、尺寸和骨料颗粒分布与真实混凝土相类似的随机骨料结构。引入向量概念判断骨料多边形的凹点，确定延伸率；发现并弥补了生成不符合实际的骨料多边形方法上的缺陷，完善了生成随机骨料结构的理论。找到适合由线段组成的二维CAD图形直接导入ANSYS的方法，很好地把Visual C++、CAD和ANSYS结合在一起。使用有限元分析软件ANSYS对混凝土的三相材料分别划分三角形三节点网格，从而使三相材料为一个整体，为混凝土非线性有限元分析提供细观计算模型。其次，为了研究混凝土从加载至屈服的全过程，预测材料的极限抗力等力学指标，建立混凝土的细观结构与宏观性能之间的关系，建立了适用于非线性有限元分析的细观随机骨料模型—RAS。利用ANSYS软件的后处理功能，可动态地模拟试件屈服破坏的全过程，输出任一时刻的变形图像、应力、应变值以及变形模量的变化情况，使得细观非线性分析全过程可以借助图像显示直观的表现出来。最后本文应用仿真程序模拟混凝土在单轴受拉、单轴受压受力时的整个加载过程，引入前人得到的混凝土单轴载荷下的本构关系，应用模拟试件得出的应力、应变值与之相比较，证明骨料结构的随机性与本构关系式得出的结论具有一致性，进一步说明了随机骨料结构用于模拟混凝土实验的合理性。计算得到混凝土的变形模量（或弹性模量）、单轴抗拉和抗压强度等宏观力学参数，发展了混凝土计算强度。

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作者
邱云飞;
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作者单位

沈阳建筑大学;

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授予单位沈阳建筑大学;
学科结构工程
授予学位硕士
导师姓名姜绍飞;
年度 2007
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类水工材料;建筑材料;
关键词
混凝土; 随机骨料结构; 计算机;

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